Redis-- 缓存预热+缓存雪崩+缓存击穿+缓存穿透

一 面试题引入

• 缓存预热、雪崩、穿透、击穿分别是什么？你遇到过哪几种情况？
• 缓存预热你是怎么做的？
• 如何避免或者减少缓存雪崩？
• 穿透和击穿有什么区别？他两是一个意思还是截然不同？
• 穿透和击穿你有什么解决方案？如何避免？
• 假如出现了缓存不一致，你有哪些修补方案？
• …

二 缓存预热

@PostConstruct初始化白名单数据

三 缓存雪崩

3.1 问题现象

• redis主机挂了，Redis全盘崩溃，偏硬件运维。
• redis中有大量key同时过期大面积失效，偏软件开发

3.2 预防+解决

• redis中key设置为永不过期or过期时间错开。
• redis缓存集群实现高可用
  • 主从+哨兵。
  • Redis Cluster。
  • 开启redis持久化机制aof/rdb，尽快恢复缓存集群。
• 多缓存结合预防雪崩：ehcache本地缓存+redis缓存
• 服务降级：Hystrix或者阿里sentinel限流&降级

四 缓存穿透

4.1 定义

请求去查询一条记录，先查redis无，后查mysql无，都查询不到该条记录。但是请求每次都会达到数据库上面去。导致后台数据库压力暴增。这种现象我们称为缓存穿透，这个redis变成了一个摆设。

4.2 解决方案

4.2.1 空对象缓存或者缺省值

回写增强： 如果发生了缓存穿透，我们可以针对要查询的是，在Redis里存一个和业务部门商量后确定的缺省值（比如：零、负数、default、Null等。）比如，键uid:abcdXXX，值defaultNull作为案例的key和value。
先去redis查键uid:abcdxxx没有，再去mysql查没有获得，这就发生了一次穿透现象。
通过增强回写机制，mysql也查不到的话也让redis存入刚刚查不到的key并保护mysql。
但是此方法架不住黑客的恶意攻击，有缺陷...，只能解决key相同的情况。

黑客或者恶意攻击：
黑客会对你的系统进行攻击，拿一个不存在的id去查询数据，会产生大量的请求到数据库区查询，可能会导致你的数据库由于压力过大而宕机。

• key相同：第一次达到mysql，空对象缓存后第二次就返回defaultNull缺省值，避免mysql被攻击，不用再导数据库中去走一圈了。
• key不同：由于存在空对象缓存和缓存回写，redis中的无关紧要的key也会越写越多（记得设置redis过期时间）。

4.2.2 Google布隆过滤器Guava解决缓存穿透

• 让布隆过滤器作为白名单使用：白名单里面有的才让通过，没有直接返回。但是存在误判，由于误判率很小，1%达到mysql，可以接受。注意：所有key都需要往redis和bloomfilter里面放入。
• 误判问题，但是概率小可以接受，不能从布隆过滤器删除元素
• 全部合法的key都需要放入Guava版布隆过滤器+redis里面，不然数据就是返回null。
  

五 缓存击穿

5.1 定义

大量的请求同时查询一个key时，此时这个key正好失效了，就会导致大量的请求都达到数据库上面去。
简单说就是热点key突然失效了，暴打mysql。
穿透和击穿，截然不同。

5.2 危害

• 会造成某一时刻数据库请求量过大，压力剧增。
• 一般技术部门需要知道热点key是那些个？ 做到心里有数防止击穿。
  热点key失效原因：
• 时间到了自然清除但还被访问到。
• delete掉的key，刚巧又被访问。

5.3 解决

• 差异失效时间，对于访问频繁的热点key，干脆就不设置过期时间。

  

• 互斥更新，采用双检加锁策略

六 总结