Redis面试题-缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿问题

1 穿透: 两边都不存在（皇帝的新装） （黑名单） （布隆过滤器）

2 击穿：一个热点的key失效了，这时大量的并发请求直接到达数据库. （提前预热）

3 雪崩：大量key同时失效 （避免大量的key同一时间失效，错峰）

1. 缓存雪崩

问题描述： 缓存雪崩是指在某个时间段内，大量缓存集中过期失效，进而导致大量请求直接落到了数据库上，数据库瞬间压力剧增，可能导致数据库崩溃。比如，如果多个缓存数据设置了相同的过期时间，在过期那一刻，原本由缓存支撑的请求都转到了数据库，形成了流量“雪崩”。

解决办法：

雪崩：错峰处理

将redis内的数据设置一个时间段内随机失效时间

• 随机过期时间：为每个缓存项的过期时间增加一个随机范围，避免同一时刻大量缓存同时失效。
• 分层缓存：采用二级缓存策略，一级缓存失效后，立即尝试从二级缓存获取，减轻数据库压力。
• 设置热点数据永不过期或延长过期时间：对于访问非常频繁的热点数据，可以考虑设置永不过期或采取更长的有效期策略。
• 后台异步刷新：在缓存即将过期前，后台异步更新缓存，而不是等到用户请求触发时再实时更新。
• 限流、熔断、降级：在系统设计时加入限流措施，当请求过多时进行熔断或服务降级，减少对数据库的影响。
• 集群化和数据分片：通过集群化部署，让缓存分散在多个节点上，减小单点失效的风险。

3. 缓存击穿

问题描述： 缓存击穿特指某个热点Key在缓存过期的瞬间，大量并发请求恰好同时到达，请求直通数据库，导致数据库瞬时压力激增。

解决办法：

提前预热（调用）

解决办法：在大量访问请求前提前调用一次接口，刷新失效时间

• 互斥锁（Mutex Lock）：在缓存失效时，不是立即去数据库查询，而是先尝试获得锁，只有拿到锁的请求才能访问数据库，其他请求等待锁释放后再次尝试。
• 延时双删策略：在缓存失效时，先删除缓存，然后异步去数据库查询最新数据，成功后再次放入缓存；并且设置一个短时间的延迟，在这个延迟期内如果有新的请求过来，还可以继续依赖已删除的缓存。
• 热点数据永不过期：对于非常重要的热点数据，可以考虑将其设置为永不过期，然后通过后台定时任务或者其他机制定期更新缓存。

 

2. 缓存穿透

问题描述： 缓存穿透是指查询一个根本不存在的数据，缓存和数据库中都没有该数据，但客户端仍持续发起请求，导致每次请求都直接打到数据库上，无法利用缓存减轻数据库的压力，而且如果是恶意攻击，可能引发严重的性能问题。

解决办法：

（黑名单） （布隆过滤器）：将数据库中也没有的数据放入黑名单，查询时先去redis查询，然后查询redis黑名单，然后再去查询数据库。

• 缓存空值：对于查询结果为null的数据，也在缓存中存储一份，设定较短的有效期。
• 布隆过滤器：使用布隆过滤器提前拦截那些一定不存在的数据请求，避免请求到达数据库。
• 前端校验：对于请求参数进行合法性和合理性校验，减少无效请求进入后端。