redis的缓存穿透、击穿和雪崩

背景：

       随着用户的增长，用户的请求也越来越频繁，为了保证服务器在高并发的情况能正常提供服务，我们首先引入了缓存Redis，减少数据库的压力和数据的安全性同时提高了接口反应速度，解决了用户的请求直接与数据库建立连接。 

       但是在使用Redis的时候，随之而来的问题也会越来越多，有些请求甚至会直接越过Redis直接请求数据库，今天我们来了解Redis数据库经常会谈及的问题缓存雪崩、缓存击穿、缓存穿透。

缓存雪崩：

概念：

       在某一时刻，大量的key失效，用户大量请求直接请求数据库，导致数据库宕机。此时的Redis形同虚设，用户大量请求都命中不了，导致数据库服务器压力过大，Redis本身是用来减少数据库的压力，那么此时如何解决呢？

解决方案：

       1、随机设置缓存的过期时间，以防同时过期大量缓存数据。

       2、如果是在集群环境中，将热点数据均匀分布在不同的缓存数据库中。

       3、可以设置热点数据永不过期，如果有数据更新就直接更新redis即可。

缓存击穿：

概念：

       缓存里面的一个key非常的火爆，在某一时间这个key刚好过期，大并发数据量击穿了缓存直接请求数据库，导致数据库压力过大，严重情况会导致数据库崩溃，这就是缓存击穿。

       例如：微博热点新闻，某个明星又出绯闻了，然后大量的粉丝刷文章刷评论，一时间热火朝天，突然请求这条微博的缓存过期，那么大量的请求直接涌向数据库，建立大量连接，数据库还没反应过来就崩了。

解决方案：

       1、设置这个key永远不会过。

       2、程序控制请求数据库的次数，比如添加互斥锁、延时请求（1s后请求）。

       3、服务器熔断、降级，限制每个用户的访问次数，并且如果获取不到数据即返回一个固定的推荐页面。

缓存穿透：

概念：

       用户不断地请求一个缓存没有，并且数据库也没有的数据，服务器疯狂的跟数据库建立连接从而压倒数据库。比如说：根据产品id获取产品详情的接口，那么我用一个id=-1去请求，那肯定是获取不到任何数据的。一般这样的情况有可能服务器遭到了恶意攻击。

解决方案：

       1、在用户请求的接口层增加一些校验，例如：用户鉴权校验、参数传值校验等不合法的参数请求即直接返回。开发者应该保持一个悲观的态度，不要相信任何客户端因为计算机本身不知道操作者是谁，任何参数都应该考虑到。

       2、使用Redis高级数据结构布隆过滤器，他就是检测数据库中是否存在该key，不存在就直接返回即可。

总结：

       缓存的雪崩、击穿、穿透其实都是客户端请求直接越过缓存直接请求数据库，但是他们从意义上来讲又有微妙的不同。大家一定要理解这三者是如何产生的，才能对症下药。在用户请求的时候我们可以配置服务器的熔断+降级，保证服务器不会崩溃，用户请求频繁可以限制它的请求次数，或者可以牺牲部分用户的性能。

       一般来讲数据到达一定量后，为了保证服务器的高可用，我们会对redis建立集群或者是主从+哨兵模式，避免redis直接挂掉没有任何的机器代替。也可以使用redis持久化，如果redis崩溃，重启后且恢复数据。当然，我们也要保证数据库本身具有一定的抗压性，比如我们添加一主多从的数据库，保证数据库不会那么容易崩溃。