Redis穿透、雪崩、击穿与生产环境中的解决办法

Redis穿透、雪崩、击穿

redis 经典八股文，以及生产中的应对方式。

一、缓存穿透。

redis缓存和数据库中都没有相关数据的情况下，由于redis中没有相关的数据，无法拦截，请求直接穿透到数据库，导致数据库压力过大而宕机。高并发下缓存失效的问题。指查一个不存在的数据，由于缓存无法命中，但是数据库中也没有，导致每次查询不存在的数据都需要使用存储层查询，失去了意义。

解决方案
1，运维人员可以拉黑恶意IP
2，对不存在的数据也缓存到Redis里，设置 value为null，并且设置为短期失效
3，参数处理，在field域中对相关参数进行校验，不符合校验的请求都进行拦截
4，使用布隆过滤器，不存在的key，会被布隆过滤器过滤，从而降低对数据库的压力

推荐： 目前针对于缓存穿透问题，一般在使用中，会对在 Redis和数据库中都查不到的key，缓存value为EMPTY DATA INITIALIZED这个特殊值，当再次查询这个key的时候，直接从Redis里获取这个特殊值，就不会将大量恶意请求发往数据库。

二、缓存雪崩：大面积key在同一时间失效

设置缓存key采用了相同的过期时间，导致在某一个时刻key同时失效，请求全部转发到DB，DB瞬时压力过重，导致雪崩。

解决方案：
1，设置key永不过期
2，原有的失效时间增加一个随机值，比如1-5分钟。
3，使用redis集群部署，将热点数据均匀的分布在不同的redis节点
4，在缓存失效期通过定时任务，对即将失效的大量缓存进行更新

推荐： 目前针对于缓存雪崩问题，可以通过部署高可用的Redis集群N1、N2，将热点数据切片之后均匀存放在不同的Redis节点上，如果单个节点宕机，可以从其他节点上获取相关数据，同时加入二级缓存，如果在当前线程中获取不到数据，再查询当前 Redis集群里的数据，可以避免因单个节点宕机而引发的缓存雪崩。

三、缓存击穿

redis击穿是当某个热点key，在不停的扛着高并发的请求时，这个热点key在失效的一瞬间，持续高并发的访问会击穿缓存直接落到数据库，导致数据库压力骤升而宕机。（如果这些key在大量请求同时进来的时候失效，大量请求落到DB。）

解决方案
1，设置热点数据“永不过期
2，加上互斥锁。Redis击穿是多个线程同时去查询数据库的同一条数据，那么可以在第一个查询数据的请求上使用一个互斥锁来锁住它，让其他的线程走到这一步就等待，等第一个线程查询到了数据，然后将数据放到Redis里缓存起来。后面的线程进来发现已经有缓存了，就直接从缓存取。

推荐： 目前在我们的系统里开发了一套基于注解的缓存方案。利用Spring框架的AOP切面技术，实现Redis缓存。在高并发热点key情况下使用@CacheProperty注解，此注解使用Redis setnx加互斥锁的方法，执行第一条线程的查询请求，让其他线程进入等待状态，待第一个线程查完数据之后更新到Redis，其他线程可以直接查Redis，从而避免大量请求发往数据库。

总结： redis在开发中的使用的频率越来越高，也会导致相关的问题。在此，对于redis使用常见的三大问题进行了总结，并给出了一系列解决办法，并给出了比较推荐的解决方案。