缓存穿透，缓存击穿，缓存雪崩

1、什么是缓存穿透

缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，一般情况下，首先查询缓存，如果缓存不存在，则去查询数据库，并把结果写入缓存，并且出于容错考虑，如果从存储层查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，失去了缓存的意义。在流量大时，可能DB就挂掉了，要是有人利用不存在的key频繁攻击我们的应用，这就是漏洞。

2、如何解决缓存穿透

方案一

采用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中，一个一定不存在的数据会被这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力

方案二

如果一个查询返回的数据为空【不论是真的数据为空还是因为系统故障】，仍然对这个空结果进行缓存，但是他的过期时间很短，最长不超过5分钟

3、什么是缓存击穿

对于设置了过期时间的缓存，如果这些缓存需要被高并发访问，那么就需要考虑一个问题，缓存击穿，就是当这个缓存将要到过期时间的时候，仍然存在大量的并发访问这个缓存，那么就会导致大量的请求压力被转移到数据库，因为缓存过期后，需要从数据库重新读取数据并写入缓存

4、缓存击穿与缓存雪崩的区别

缓存击穿针对的是某一个设置了过期时间的缓存，缓存雪崩针对的是很多设置了过期时间的缓存

5、如何解决缓存击穿

方案一

使用互斥锁[mutex key]，业界比较常用的做法，是使用mutex。简单地来说，就是在缓存失效的时候（判断拿出来的值为空），不是立即去load db，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，再进行load db的操作并回设缓存；否则，就重试整个get缓存的方法。

• SETNX，是「SET if Not eXists」的缩写，也就是只有不存在的时候才设置，可以利用它来实现锁的效果。在redis2.6.1之前版本未实现setnx的过期时间。

方案二

提前使用互斥锁，在缓存内部设置一个过期时间A，但是A的值比实际的缓存过期时间B小，比如20秒，当从缓存读取到过期时间A已经过期的时候，马上延长过期时间A，并去数据库重新读取数据设置到缓存

方案三

在redis层面，设置这个缓存永不过期，这样就不会出现热点缓存存在过期的问题，但是在缓存的值内部设置一个过期时间，发现这个缓存过期的时候，就通过异步线程去更新缓存

方案四

采用netflix的hystrix，可以做资源的隔离保护主线程池，如果把这个应用到缓存的构建也未尝不可。

6、什么是缓存雪崩

缓存雪崩是我们的缓存设置了相同的过期时间，在到达这个时间截点的时候，缓存全部失效或者大量缓存失效，导致数据库瞬间要承受极大的查询压力崩溃，如果数据库抗住了压力，也会因为大量的缓存写入导致缓存服务宕机

7、如何避免缓存雪崩

我们可以在原有的缓存过期时间上增加一个随机值，让缓存过期能够尽量均匀分布

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