缓存击穿、缓存雪崩、缓存穿透是什么，如何处理

Redis缓存击穿，如何解决

redis在项目中主要用来抵挡客户端流量，防止服务在处理大量请求时给数据库造成过大压力导致宕机。

• 原因：缓存击穿就是某一个访问非常频繁的热点数据过期失效导致数据无法从缓存中获取，大量请求直接打到数据库，数据库压力激增。
  

• 处理方案：热点数据不进行过期设置

Redis缓存雪崩、如何处理

导致雪崩与击穿的原因相同，只不过雪崩指的是大面积的缓存失效，而击穿一般描述的是某一热点数据失效，都会导致应用将大量请求发送到数据库层，从而导致数据库层的压力激增。

但是导致雪崩的情况有两种：

原因一：缓存中有大量数据同时过期，导致大量请求无法得到处理，请求全部打到数据库。

当数据保存在缓存中，并且设置了过期时间时，如果在某一个时刻，大量数据同时过期，此时，应用再访问这些数据的话，就会发生缓存缺失。紧接着，应用就会把请求发送给数据库，从数据库中读取数据。如果应用的并发请求量很大，那么数据库的压力也就很大，这会进一步影响到数据库的其他正常业务请求处理。

应对方案一：为了避免给大量的数据设置相同的过期时间。如果业务层的确要求有些数据同时失效，可以在用 EXPIRE 命令给每个数据设置过期时间时，给这些数据的过期时间增加一个较小的随机数（例如，随机增加 1~3 分钟），这样一来，不同数据的过期时间有所差别，但差别又不会太大，既避免了大量数据同时过期，同时也保证了这些数据基本在相近的时间失效，仍然能满足业务需求。

应对方案二：通过服务降级，来应对缓存雪崩。所谓的服务降级，是指发生缓存雪崩时，针对不同的数据采取不同的处理方式。

• 当业务应用访问的是非核心数据（例如电商商品属性）时，暂时停止从缓存中查询这些数据，而是直接返回预定义信息、空值或者相关错误提示信息。
• 当业务应用访问的是核心数据（例如电商商品库存）时，仍然允许查询缓存，如果缓存缺失，也可以继续通过数据库读取然后刷新缓存。
  

原因二：Redis服务器宕机导致全部请求积压到数据库服务器，从而引发缓存雪崩

应对方案一：业务系统进行服务熔断与请求限流的实现

• 所谓的服务熔断，是指在发生缓存雪崩时，为了防止引发连锁的数据库雪崩，甚至是整个系统的崩溃，我们暂停业务应用对缓存系统的接口访问。再具体点说，就是业务应用调用缓存接口时，缓存客户端并不把请求发给 Redis 缓存实例，而是直接返回，等到 Redis 缓存实例重新恢复服务后，再允许应用请求发送到缓存系统。这样一来，我们就避免了大量请求因缓存缺失，而积压到数据库系统，保证了数据库系统的正常运行。 
  

• 服务熔断虽然可以保证数据库的正常运行，但是暂停了整个缓存系统的访问，对业务应用的影响范围大。为了尽可能减少这种影响，我们也可以进行请求限流。这里说的请求限流，就是指，我们在业务系统的请求入口前端控制每秒进入系统的请求数，避免过多的请求被发送到数据库。
  

应对方案二：灾备处理，提前预防

通过主从节点的方式构建 Redis 缓存高可靠集群。如果 Redis 缓存的主节点故障宕机了，从节点还可以切换成为主节点，继续提供缓存服务，避免了由于缓存实例宕机而导致的缓存雪崩问题。

Redis缓存穿透、如何处理

缓存穿透是指要访问的数据既不在 Redis 缓存中，也不在数据库中，导致请求在访问缓存时，发生缓存缺失，再去访问数据库时，发现数据库中也没有要访问的数据。此时，应用也无法从数据库中读取数据再写入缓存来服务后续请求，这样一来，缓存也就成了“摆设”，如果应用持续有大量请求访问数据，就会同时给缓存和数据库带来巨大压力。简单一点理解就是请求将缓存与数据库两者全部打穿了。

导致缓存穿透的原因

• 业务层误操作，缓存中的数据和数据库中的数据被误删除了，所以缓存和数据库中都没有数据
• 恶意攻击：专门访问数据库中没有的数据。

应对方案

• 缓存控制或者缺省值
  一旦发生缓存穿透，我们可以针对查询的数据，在 Redis 中缓存一个空值或是和业务层协商确定的缺省值（例如，库存的缺省值可以设为 0）。紧接着，应用发送的后续请求再进行查询时，就可以直接从 Redis 中读取空值或缺省值，返回给业务应用了，避免了把大量请求发送给数据库处理，保持了数据库的正常运行。

• 使用布隆过滤器
  使用布隆过滤器快去判断数据是否存在，避免从数据库中查询数据是否存在，减轻数据库压力。

• 请求入口处进行入参合法性校验
  在请求入口的前端进行请求检测。缓存穿透的一个原因是有大量的恶意请求访问不存在的数据，所以，一个有效的应对方案是在请求入口前端，对业务系统接收到的请求进行合法性检测，把恶意的请求（例如请求参数不合理、请求参数是非法值、请求字段不存在）直接过滤掉，不让它们访问后端缓存和数据库。这样一来，也就不会出现缓存穿透问题了。

可以在网关处或者过滤器实现全局入参校验，存在不合规的参数全部直接返回统一的提示信息，不让其进入后续请求处理。