Redis缓存穿透，瞬间并发，缓存雪崩的解决办法

本文主要是介绍Redis缓存穿透，瞬间并发，缓存雪崩的解决办法，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

一、缓存穿透：

缓存穿透是指查询一个不一定存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到的数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库中去查询，造成缓存穿透。

解决办法:

1 . 布隆过滤

对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制才层先进性校验，不符合则丢弃。还有最常见的则是采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够强大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。

补充：Bloom filter

适用范围：可以用来实现数据字典进行数据的判重，或者集合求交集

基本原理及要点：对于原理来说很简单，位数组+k个独立hash函数，将hash函数的对应的值的位数组置1，查找时如果发现所有hash函数对应我位都是1说明存在没很明显这个过程并不保证查找的结果是100%正确的，同时也不支持删除一个已经插入的关键字，因为该关键字对应的位会牵动到其他的关键字。所以一个简单的改进就是counting Bloom filter，用一个counter数组代替位数组，就可以支持删除了。添加时增加计数器，删除时减少计数器。

二、缓存雪崩

如果缓存集中在一段时间内失效，发生大量的缓存穿透，所有的查询都落在数据库上，造成了缓存雪崩。

这个没有完美的解决办法，但可以分析用户行为，尽量让失效时间点均匀分布。大多数系统设计者考虑加锁或者队列的方式保证缓存的单线程（进程）写，从而避免失效时大量的并发请i去落到底层存储系如上。

解决办法：

1 . 加锁排队. 限流- 限流算法 1. 计数 2. 滑动窗口 3. 令牌桶 Token Bucket 4. 漏桶 leaky Bucket

在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。

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（判断拿出来的值位空），不是立即去load db，而是使用缓存工具的某些带陈工操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set,mutex key，当操作返回成功时，在进行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，可以利用他来实现锁的效果。

2 . 数据预热

可以通过缓存reload机制，预先去更新缓存，再即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期期间，让缓存失效的时间点尽量均匀。

3 . 做二级缓存或者双缓存策略

A1为原始缓存，A2为拷贝缓存，A1失效时，可以访问A2 , A1缓存失效时间设置为短期，A2为长期。

4 . 缓存永远不过期

这里的 ” 永远不过期 “ 包含两层意思：

（1）从缓存上看，确实没有设置过期时间，这就保证了，不会出现热点key过期问题，也就是 ” 物理 “ 不过期。

（2）从功能上看，如果不过其，那不就成静态的了吗？，所以我们把过期时间存在key对应的value里，如果发现要过期了，通过一个后台的异步线程进行缓存的构建，也就是 “ 逻辑 ” 过期。

从实战来看，这种方法对性能非常友好，唯一不足的就是构建缓存时候，其余线程（非构建缓存的线程）可能访问的是老数据，但是对于一般的互联网功能来说这个还是可以忍受

三、缓存击穿

大量用户数据在redis缓存失效的瞬间打到一个热点的key上，但是redis缓存已经失效，所以到数据库中查询，导致崩溃。

解决方法：

1 . 缓存永不过期（不推荐）

2 . 互斥锁：在大量用户访问redis的时候，使用互斥锁，此时只有一个线程能访问到redis，其他线程开启睡眠，一个线程进入数据库中查询，查询后返回给redis，与此同时剩下的线程结束了睡眠状态，这样的话大量的用户资源去抢占redis，而不是数据库。

3 . 分布式锁

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