redis缓存穿透和缓存雪崩问题解决方案

Redis缓存穿透和缓存雪崩问题解决方案

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缓存穿透和缓存雪崩是Redis使用过程中最常见的高频面试题，尤其在分布式系统中，这两个问题直接关系到系统的稳定性和性能。今天我们从实际场景出发，聊聊它们的解决方案。

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什么是缓存穿透？

缓存穿透指的是查询的数据既不在缓存中，也不在数据库中。比如恶意请求一个不存在的用户ID，导致每次请求都直接穿透到数据库。如果这种请求量级很大，数据库可能直接被打挂。

解决方案：

1. 空值缓存：当数据库查询结果为空时，依然将空值写入缓存（设置较短的过期时间，比如5分钟）。这样可以避免大量重复查询穿透到数据库。
2. 布隆过滤器（Bloom Filter）：在缓存层前加一层布隆过滤器，将所有可能存在的键哈希到过滤器中。请求到来时先检查布隆过滤器，若不存在则直接返回。
3. 接口层校验：对请求参数做合法性校验，比如ID必须为正整数、长度限制等，拦截非法请求。

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如何应对缓存雪崩？

缓存雪崩是指大量缓存集中在同一时间失效，或者缓存服务宕机，导致所有请求直接打到数据库，引发数据库崩溃。

解决方案：

1. 随机过期时间：给缓存设置过期时间时，增加随机值（比如基础时间+随机数），避免大量缓存同时失效。
2. 热点数据永不过期：对核心高频数据（如首页推荐商品）设置永不过期，通过异步线程定期更新缓存。
3. 多级缓存架构：采用本地缓存（如Caffeine）+分布式缓存（如Redis）的多级缓存策略，降低对单一缓存的依赖。
4. 熔断降级机制：当数据库压力过大时，开启熔断策略，直接返回默认值或错误页面，保护后端服务。

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真实面试场景如何回答？

面试官通常不会只问概念，而是结合场景。比如：

面试官：如果系统突然出现大量请求超时，可能是什么原因？怎么排查？
你：我会先检查缓存是否失效。如果是缓存雪崩导致，可以通过监控Redis的命中率和数据库QPS确认，然后采用随机过期时间或热点数据永不过期来缓解。

再比如：

面试官：布隆过滤器有什么缺点？
你：布隆过滤器可能存在误判（把不存在的数据误判为存在），但不会漏判。可以通过调整哈希函数数量和位数组大小来降低误判率。

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总结

解决缓存穿透和缓存雪崩的核心思路是：减少对数据库的直接冲击。无论是布隆过滤器、空值缓存，还是多级缓存架构，本质都在于平衡缓存和数据库的负载。在实际项目中，还要结合监控和压测数据不断优化参数。

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