Redis缓存雪崩，击穿，穿透

1. Redis缓存雪崩

发生场景

当Redis服务器重启或者大量缓存在同一时期失效时,此时大量的流量会全部冲击到数据库上面,数据库有可能会因为承受不住而宕机；
所以此时的缓存层出现了错误，于是所有的请求都会到达存储层，存储层的调用量会暴涨，造成存储层也完蛋了的情况；

解决方案

• 均匀分布 : 我们应该在设置失效时间时应该尽量均匀的分布,比如失效时间是当前时间加上一个时间段的随机值，让失效的时间保持随机性，不在同一时间点失效。
• 熔断机制 : 类似于SpringCloud的熔断器,我们可以设定阈值或监控服务,如果达到熔断阈值(QPS,服务无法响应,服务超时)时,则直接返回,不再调用目标服务,并且还需要一个检测机制,如果目标服务已经可以正常使用,则重置阈值,恢复使用。
• 隔离机制 : 类似于Docker一样,当一个服务器上某一个tomcat出了问题后不会影响到其它的tomcat,这里我们可以使用线程池来达到隔离的目的,当线程池执行拒绝策略后则直接返回,不再向线程池中增加任务。
• 限流/降流机制 : 其实限流就是熔断机制的一个版本,设置阈值(QPS),达到阈值之后直接返回。
• 双缓存机制 : 将数据存储到缓存中时存储俩份,一份的有效期是正常的,一份的有效期长一点.不建议用这个方案,因为比较消耗内存资源,毕竟Redis是直接存储到内存中的。
• 集群/redis高可用：既然一台redis扛不住，那就多弄几台，这台挂掉还有其它的可以继续工作，也就是搭建的一个集群。

2. Redis缓存穿透

发生场景

当用户想查询某条数据，发现redis数据库没有，即缓存没有命中；继续向持久层数据库查询，还是没有，即本次查询失败；当很多次用户查询都失败，于是请求都去请求 了持久层；此时持久层的数据库就会产生很大很大压力，于是就出现了缓存穿透。

解决方案

布隆过滤 : 我们可以预先将数据库里面所有的key全部存到一个大的map里面,然后在过滤器中过滤掉那些不存在的key.但是需要考虑数据库的key是会更新的,此时需要考虑数据库 --> map的更新频率问题
缓存空值 : 哪怕这条数据不存在但是我们任然将其存储到缓存中去,设置一个较短的过期时间即可,并且可以做日志记录,寻找问题原因

3. Redis缓存击穿

缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞。
比如当前的商品降价，促销；或者微博热搜很多人同时访问，那么这个Key就是一个热点，同时扛着超高并发，集中访问，缓存就被击穿。

解决方案

1.使用互斥锁(mutex key)

业界比较常用的做法，是使用mutex。简单地来说，就是在缓存失效的时候（判断拿出来的值为空），不是立即去load db，而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set一个mutex key，当操作返回成功时，再进行load db的操作并回设缓存；否则，就重试整个get缓存的方法。
SETNX，是「SET if Not eXists」的缩写，也就是只有不存在的时候才设置，可以利用它来实现锁的效果。在redis2.6.1之前版本未实现setnx的过期时间，所以这里给出两种版本代码参考：

//2.6.1前单机版本锁
String get(String key) {  
   String value = redis.get(key);  
   if (value  == null) {  
    if (redis.setnx(key_mutex, "1")) {  
        // 3 min timeout to avoid mutex holder crash  
        redis.expire(key_mutex, 3 * 60)  
        value = db.get(key);  
        redis.set(key, value);  
        redis.delete(key_mutex);  
    } else {  
        //其他线程休息50毫秒后重试  
        Thread.sleep(50);  
        get(key);  
    }  
  }  
}
最新版本代码：
public String get(key) {
      String value = redis.get(key);
      if (value == null) { //代表缓存值过期
          //设置3min的超时，防止del操作失败的时候，下次缓存过期一直不能load db
          if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功
               value = db.get(key);
                      redis.set(key, value, expire_secs);
                      redis.del(key_mutex);
              } else {  //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了，这时候重试获取缓存值即可
                      sleep(50);
                      get(key);  //重试
              }
          } else {
              return value;      
          }
 }
mem

文献参考：
https://baijiahao.baidu.com/sid=1655304940308056733&wfr=spider&for=pc
https://blog.csdn.net/zeb_perfect/article/details/54135506