浅聊一下redis的雪崩，穿透和击穿

1. 雪崩（Cache Avalanche）：

   • 定义： 雪崩是指缓存中的大量数据在同一时间失效或过期，导致大量的请求直接访问底层数据库或服务，从而对数据库或服务造成巨大的压力。
   • 例子： 假设有一组缓存键，它们的过期时间是相同的，并且在同一时刻失效。当这些键失效时，大量的请求同时到达后端服务，由于缓存未命中，导致大量的请求落到底层数据库，引起数据库压力骤增。

2. 穿透（Cache Penetration）：

   • 定义： 穿透是指恶意请求或无效请求经过缓存直接访问底层数据库或服务，由于缓存无法命中有效数据，导致请求直接穿透到底层，对底层系统造成不必要的负担。
   • 例子： 攻击者通过构造恶意的请求，故意使得请求的 key 无法在缓存中找到有效数据。如果缓存无法防范这种攻击，大量的请求将直接落到底层服务，引起服务压力。

3. 击穿（Cache Breakdown）：

   • 定义： 击穿是指针对某一特定的缓存 key 进行频繁请求，而这个 key 在缓存中失效，导致请求直接访问底层数据库或服务。
   • 例子： 假设有一个热门的商品详情页，缓存了商品信息的 key。当这个商品详情页的缓存失效时，大量请求涌入，直接落到底层服务，由于这个 key 对应的数据是热门的，导致数据库压力骤增。

防范措施：

• 对于雪崩，可以采用缓存失效时间设置随机值，分散缓存过期时间，或者使用更为稳妥的缓存失效策略。
• 对于穿透，可以使用布隆过滤器等机制来过滤掉无效的请求，确保无效请求不会直接访问底层服务。
• 对于击穿，可以使用互斥锁或者在缓存失效时通过异步方式进行缓存更新，保证只有一个请求去访问底层服务。

下面主要详细解释一下击穿问题：

对于击穿问题，解决方案主要是通过互斥锁（Mutex）或者异步方式进行缓存更新。以下是对这两种方案的详细解释：

1. 互斥锁（Mutex）：

   • 概念： 互斥锁是一种同步机制，用于控制对共享资源的访问，确保在同一时刻只有一个线程能够访问该资源。在缓存失效时，使用互斥锁可以确保只有一个请求能够去访问底层服务，其他请求需要等待缓存更新完成。
   • 实现： 当检测到缓存失效时，第一个请求获取互斥锁，负责去更新缓存。其他请求在获取互斥锁之前被阻塞，直到第一个请求完成缓存更新，释放互斥锁。
   • 优点： 简单有效，确保只有一个请求能够访问底层服务，避免了大量请求同时穿透到底层。

2. 异步方式进行缓存更新：

   • 概念： 异步方式是指在缓存失效时，不立即去更新缓存，而是通过异步任务或消息队列等方式，在后台进行缓存的更新操作。这样可以确保只有一个请求触发了缓存更新，而其他请求不会直接访问底层服务。
   • 实现： 当检测到缓存失效时，第一个请求触发异步任务或消息队列，负责后台更新缓存。其他请求不等待缓存更新完成，而是继续使用旧的缓存数据。一旦异步任务完成，新的缓存数据可用，后续请求再使用更新后的缓存。
   • 优点： 异步方式不阻塞请求，提高了系统的并发能力。对于短时间内大量请求穿透一个失效的缓存的情况，可以减轻对底层服务的冲击。

选择互斥锁还是异步方式取决于具体的业务场景和系统需求。互斥锁适用于需要立即更新缓存且并发请求较少的情况，而异步方式适用于更为高并发的场景，可以降低对底层服务的压力。