Redis缓存被击穿，使用布隆过滤器加互斥锁双保险

一、击穿和雪崩别搞混

先理清下概念，常见的三种缓存问题如下：

主要讲解下击穿，还有穿透的防护

二、两道防线

单靠一种手段不够稳，我用了两道防线叠着来：

第一道：布隆过滤器——在请求到 Redis 之前先过一遍，Key 不存在的直接返回，根本不让它往下走。这样既防了穿透，又减少了 Redis 的无效查询。

第二道：互斥锁——缓存未命中时，用 Redis 的 SETNX 加一把锁，拿到锁的那个请求去查 DB 并回写缓存，拿不到锁的等一下再重试读缓存。这样保证同一时间只有一个请求打到 DB。

三、代码实现

这里用Go和go-redis写个简单的示例：

package main

import (
    "context"
    "time"

    "github.com/redis/go-redis/v9"
    "github.com/bits-and-blooms/bloom/v3"
)

type CacheGuard struct {
    rdb *redis.Client
    bf  *bloom.BloomFilter
}

// Get 先过布隆过滤器，再查缓存，miss 时加互斥锁查 DB
func (cg *CacheGuard) Get(ctx context.Context, key string) (string, error) {
    // 第一道：布隆过滤器
    if !cg.bf.Test([]byte(key)) {
        return "", nil // Key 不存在，直接返回
    }

    // 查 Redis
    val, err := cg.rdb.Get(ctx, key).Result()
    if err == nil {
        return val, nil // 缓存命中
    }

    // 第二道：互斥锁
    lockKey := "lock:" + key
    locked, err := cg.rdb.SetNX(ctx, lockKey, 1, 3*time.Second).Result()
    if err != nil {
        return "", err
    }

    if locked {
        defer cg.rdb.Del(ctx, lockKey)
        // 查 DB
        val := queryFromDB(key)
        // 回写缓存，加随机过期时间防雪崩
        ttl := 30*time.Minute + time.Duration(randInt(0, 300))*time.Second
        cg.rdb.Set(ctx, key, val, ttl)
        return val, nil
    }

    // 没拿到锁，等一下重试
    time.Sleep(50 * time.Millisecond)
    return cg.Get(ctx, key)
}

里面有几个细节：

• 布隆过滤器用 bits-and-blooms/bloom 库，启动时把 DB 里已有的 Key 全灌进去
• 互斥锁用 SETNX 实现，加 3 秒超时防止拿锁的请求挂了导致死锁
• 回写缓存时 TTL 加了随机偏移，避免大量 Key 在同一时刻过期引发雪崩
• 没拿到锁的请求 sleep 50ms 后重试，这时缓存大概率已经回写好了

四、布隆过滤器怎么维护

布隆过滤器有个特点：能加 Key 不能删 Key。如果删除了某个 Key，布隆过滤器里还留着标记，会导致误判。

两种解法：

1. 定期重建：每小时用 DB 全量 Key 重建一次布隆过滤器，简单粗暴，大部分场景够用
2. Counting Bloom Filter：把每个 bit 换成计数器，支持删除，但内存翻几倍，数据量大不划算

五、注意监控

上线后盯几个指标：

• Redis 的 rejected_connections：如果互斥锁等待太多，说明热点 Key 频繁失效，考虑加永不过期 + 异步刷新策略
• DB 的 threads_running：正常应该是个位数，突然飙升说明防线没兜住
• 布隆过滤器的误判率：理论上 1% 左右，实际跑起来基本感知不到