[redis] redis缓存雪崩、缓存击穿和缓存穿透

redis作为一种NoSQL数据库，其作用是将数据库数据缓存在内存中，向到来的请求快速返回结果，减轻数据库压力。

即：从数据库读取数据后，将数据缓存到内存中，下次读取直接从内存获得并返回，可以有效降低数据库请求（降低磁盘读取需求）。

在大量请求到来时，可能产生三种问题：

1. 缓存雪崩

某个时刻缓存大量失效（通常是因为设置了相同的数据过期时间）。此时到来的大量请求被直接发送到数据库上，造成巨大压力。

解决方案：

1）加锁/队列；针对某一数据的短期重复请求，不把所有请求全部处理，而是以队列形式处理。

2）缓存标记；给缓存的数据增加标记；当请求的缓存数据失效，则更新缓存（预先更新缓存）。

3）错开缓存时间；设置过期时间时，增加一个随机数。

2. 缓存击穿

当大量并发用户一同请求一个缓存中不存在但数据库中存在的数据，会导致对数据库短时间的大量请求，进而引起数据库压力增大。

看起来就是短时间内缓存被“击穿”了。

解决方案：

1）设置热点数据不过期。

2）增加互斥锁，仅让一个线程去数据库取数据到缓存，避免重复请求数据库。

3. 缓存穿透

对于缓存和数据库中都不存在的数据，有用户不断发起请求。

因为缓存的基本机制，对于这种情况，每一次缓存都会向数据库执行查询并得到空值。表现为用户绕过了缓存直接给到数据库压力。

解决方案：

1）接口层进行校验，过滤无效请求。

2）对于不存在的数据缓存key-null。

3）设置布隆过滤器（由bitmap实现）判断数据是否存在。