【HBZ分享】Redis的缓存雪崩+穿透+击穿如何解决

缓存雪崩

1. 现象： 大量热点key设置了相同过期时间，导致同时过期 或 Redis宕机， 使请求瞬间大量打到DB上
2. 解决方案：
   (1). 搭建高可用集群环境，防止某台Redis服务宕机
   (2). 存数据的过期时间设置随机数，防止同一时间大量数据过期
   (3). 设置key永远不过期， 定时任务去更新
   (4). 选择【分布式缓存+本地缓存】结合使用，防止Redis宕机或大量key过期

缓存穿透

1. 现象：查询一个不存在的数据，由于缓存不命中，直接请求DB了。如果大量查询不存在的数据，DB爆了
2. 解决方案：
   (1). 接口层增加【数据合理性】校验， 比如转账金额不能是负数， 年龄不能是4位数或负数
   (2). 缓存如果取不到数据， 在数据库中也没有取到，就将key-value写为key-null，设置短暂过期时间，防止黑客对着一个key疯狂访问导致DB瘫痪
   (3). 布隆过滤器(类似白名单)：查询数据之前，先去布隆过滤器看看是否存在，bit位图上是否是1
3. 布隆过滤器解决方案步骤：
   a. 将所有要【缓存的数据】经过处理后存储布隆过滤器中， 即对应的bit位图上是1
   b. 当外部发起请求时，首先会对请求参数进行hash处理，获取相应hash值
   c. 根据hash值计算出【位数组】中的位置， 如果全部计算的hash值对应的bit存储都是1，则表示数据在合理中
   d. 再从缓存读出，缓存失效则从数据库取出， 少数误判不影响，可以把误判的value设置位null， 加上短暂的过期时间（误判原因： 可能因为hash冲突，导致hash重复，但实际数据并不存在，布隆过滤器误以为存在）
   e. 如果计算的hash对应的bit存储存在0， 表示数据不合理，直接返回数据不存在，不查询缓存和DB
   f. 如果布隆过滤器认为值不存在，那么值一定是不存在的，无需查询缓存 也 无需查询DB

缓存击穿

1. 现象: 当【某个】热点key过期了，此时大量用户访问，导致直接打到DB上了。和雪崩的区别就在于击穿是某个key过期，而雪崩是大量key同时过期
2. 解决方案：
   (1). 设置缓存不过期，定时任务去更新
   (2). 多级缓存，nginx前置短期缓存， 然后redis设置不过期
   (3). 设置互斥锁，比如该key不存在时，第一个请求会去访问DB并重新放入缓存，并且加锁。当第一个请求把数据重新放入缓存后，将锁解开，其他请求通过redis去拿数据(缺点：加入同步锁，性能就会有影响)。如果DB也没有，则直接给缓存设置成null， 并加上短暂的过期时间(比如600s)，防止全部击穿到DB。