缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿的概念和解决方案

1、缓存穿透
概念：
查询一个必然不存在的数据，则缓存中不存在，之后会去查询数据库。如果有大量这样的数据查询，则会导致数据库压力过大，进而可能导致数据库挂掉。这个漏洞可以被用来恶意攻击，压垮数据库。
解决方案：
(1) 对于在数据库中查询是空的情况，仍然进行缓存。只是时间设置短一点，比如正常数据缓存一周，查询是空的数据缓存10分钟。
(2) 对一定不存在的key进行过滤。可以把所有的可能存在的key放到一个大的Bitmap中，查询时通过该bitmap过滤。

2、缓存雪崩
概念：
缓存雪崩是指在我们设置缓存时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到数据库，数据库瞬时压力过重崩溃。比如
解决方案：
可以在原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

3、缓存击穿
概念：
缓存在某个时间点过期的时候，恰好在这个时间点对这个Key有大量的并发请求过来，这些请求发现缓存过期一般都会从后端DB加载数据并回设到缓存，这个时候大并发的请求可能会瞬间把后端DB压垮。（这个和缓存雪崩的区别在于缓存击穿针对某一key缓存，缓存雪崩是很多key）
解决方案：
1、使用互斥锁(mutex key)，就是在缓存失效的时候，不立即去查询数据库，而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set一个mutex key，当操作返回成功时，再查询数据库并设置缓存，之后再清掉互斥锁；如果查询到互斥锁已存在，则等待后再查询。
2、热点数据永不过期。不设置过期时间，也可以后台任务构建缓存。