redis缓存雪崩、穿透、击穿

      这篇文章我们来了解一下一些redis的高并发问题以及他的解决方法。

       上图是一个简单的数据查询流程， 前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果。

一、redis缓存雪崩

1、什么是redis缓存雪崩？

        在某个时间点，大量的缓存键同时过期或失效，导致大量的请求直接访问数据库上，造成数据库负载突然增大，甚至引起数据库性能下载或崩溃的现象。

2、解决方案

（1）设置缓存失效时间随机，使其不在同一时间失效。

（2）分布式缓存和多级缓存，将缓存分散到多个结点减少单点故障的影响。

（3）预加载热点数据。

（4）如果雪崩以发生，设置本地缓存并进行限流，避免数据库崩溃。

二、redis缓存穿透

1、什么是redis缓存穿透？

• 大量无效请求穿过缓存直接访问数据库，导致数据库压力过大，宕机。
• 数据库的id都是从1开始的(正数)，当有黑客想攻击我的数据库时，每次每次发送的请求ID都是负数。会导致直接穿透redis到数据库进行访问。

2、解决方案

（1）布隆过滤器

        布隆过滤器是一种高效的数据结构，用于判断某个元素是否存在于集合中。在请求到来时，可以先通过布隆过滤器判断请求的键是否合法，如果键不存在于布隆过滤器中，就可以直接拒绝该请求，避免对数据库的查询操作。

（2）从缓存中找不到的数据，在数据库中也没有，将取得的null值也放入数据库。

三、redis缓存击穿

1、什么是缓存击穿？

       一个非常热门，但是却在缓存中不存在的数据被大量请求访问时，直接访问数据库，给数据库增加压力。

2、解决方案

（1）设置热点key不过期

         对于一些非常热点的数据，可以将其缓存的过期时间设置为永不过期，或者设置一个较长的过期时间，保证热点数据在缓存中一直存在，避免频繁的缓存失效。

（2）加互斥锁

        当缓存失效时，可以使用互斥锁来保护对数据库的访问，只允许一个线程去查询数据库，其他线程等待结果。这样可以避免并发访问数据库，减轻数据库的压力。

（3）分布式锁和限流

        使用分布式锁和限流机制来控制对数据库的并发访问。通过限制每秒钟能够请求数据库的请求数量，避免大量请求同时涌入，保护数据库的稳定性。