每日八股-Redis篇-缓存三兄弟-04

1.什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，如果从存储层查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到DB去查询，可能导致DB挂掉。这种情况大概率是遭到了攻击。

解决方案的话，我们通常会用布隆过滤器来解决它。

2.能介绍一下布隆过滤器吗？

布隆过滤器主要是用于检索一个元素是否存在一个集合中。我们当时使用的是Redisson实现的布隆过滤器。

它的底层主要是先去初始化一个比较大的数组，里面存放的二进制0或1。在一开始都是0，当一个key来了之后经过3次hash计算，模于数组长度找到数据的下标然后把数组中原来的0改为1，这样的话，三个数组的位置就能标明一个key的存在。查找的过程也是一样的。

当然是有缺点的，布隆过滤器有可能会产生一定的误判，我们一般可以设置这个误判率，大概不会超过5%，其实这个误判是必然存在的，要不就增加数组的长度，其实已经算是很划算了，5%以内的误判率一般的项目也能够接受，不至于高并发下压倒数据库。

3.什么是缓存击穿？怎么解决？

缓存击穿的意思是对于设置了过期时间的key，缓存在某个时间点过期的时候，恰好在这个时间点对这个key有大量的并发请求过来，这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存，这个时候大并发的请求可能会瞬间把DB压垮。

解决方法有两种方式：

第一可以使用互斥锁：当缓存失效时，不立即去load DB，先使用如Redis的setnx去设置一个互斥锁，当操作成功返回时再进行load DB的操作并回设缓存，否则重新get缓存的方法。

第二种方案可以设置当前key逻辑过期，大概思路如下：

1. 在设置key的时候，设置一个过期时间字段一块存入缓存中，不给当前key设置过期时间
2. 当查询的时候，从redis取出数据后判断时间是否过期
3. 如果过期则开通另外一个线程进行数据同步，当前线程正常返回数据，这个数据不是最新的

当然两种方案都各有利弊：

如果选择数据的强一致性，建议使用分布式锁的方案，性能上可能没那么高、锁需要等，也有可能产生死锁的问题。

如果选择key的逻辑删除，则优先考虑高可用性，性能比较高，但是数据同步这块做不到强一致性。

4.什么是缓存雪崩？怎么解决？

缓存雪崩意思是设置缓存时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到DB，DB瞬间压力过重雪崩。与缓存击穿的区别在于：雪崩是很多key，击穿是某一个key。

解决方案有四种：

• 给不同的key的TTL添加随机值
• 利用Redis集群提高服务的可用性（哨兵模式、集群模式）
• 给缓存业务添加降级限流策略（ngxin或spring cloud gateway）
• 给业务添加多级缓存（Guava或Caffeine）

但是我们主要是将缓存失效时间分散开，比如可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

5. 打油诗

《缓存三兄弟》

穿透无中生有key，布隆过滤null隔离。

缓存击穿过期key，锁与非期解难题。

雪崩大量过期key，过期时间要随机。

面试必考三兄弟，可用限流来保底。

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