缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩问题及解决方法

缓存穿透：

• key对应的数据在数据源并不存在，每次针对此key的请求从缓存获取不到，请求都会到数据源，从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户id获取用户信息，不论缓存还是数据库都没有，若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。
• 举例：比如说我的key是数字（123），但是网络攻击者频繁的用字符串（abc）去获取缓存。导致永远无法命中缓存，直接查取的数据库。缓存的意义就是为了减少数据库压力。这样就失去了意义。
• 如何解决：布隆过滤器是redis提供的一种数据结构。他可能在海量数据中（上千万）来判断当前值存不存在。布隆过滤器准确率不是百分之百。大概98%左右。另外也有一个更为简单粗暴的方法，如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），我们仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。

布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被 这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。

 缓存击穿

• key对应的数据存在，但在redis中过期，此时若有大量并发请求过来，这些请求发现缓存过期一般都会从数据库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数据库压垮。
• 例子：比如说我的官网数据是热点数据，在并发非常高的时候，比如说高考报名的时候，这个是官网数据缓存过期了。
• 解决方案：一些非常高频的热点数据，不设置过期时间。并且开启定时任务定期查看缓存有没有被删除，如果缓存不存在了，更新缓存。
• 注意：不设置过期时间只能保证redis不会删，但是不能保证其他服务有没有可能删。

缓存雪崩

• 在使用缓存时，通常会对缓存设置过期时间，一方面目的是保持缓存与数据库数据的一致性，另一方面是减少冷缓存占用过多的内存空间。但当缓存中大量热点缓存采用了相同的实效时间，就会导致缓存在某一个时刻同时实效，请求全部转发到数据库，从而导致数据库压力骤增，甚至宕机。从而形成一系列的连锁反应，造成系统崩溃等情况，这就是缓存雪崩
• 解决方案：key的过期时间做合理的规划，对于高频数据，不设置过期时间。

什么情况下要考虑这三个问题？

• 看用户量和并发量和数据量（单表数据达到200多万）这三者的量级大。

小结

缓存雪崩和缓存击穿是因为数据不存在于缓存中（或服务异常获取不到），导致大量请求访问数据库，从而导致数据库压力骤增，甚至崩溃。

而缓存穿透则是由于数据本身就不存在，导致缓存没有进行数据缓存，流量进入数据库层。

针对不同的缓存异常场景，可选择不同的方案来进行处理。当然，除了上述方案，我们还可以限流、降级、熔断等服务层的措施，也可以考虑数据库层是否可以进行横向扩展，当缓存异常发生时，确保数据库能够抗住流量，不至于让整个系统崩溃。