redis缓存的雪崩击穿穿透以及解决方案

2025年Java面试宝典
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🔥 Redis缓存问题：雪崩、击穿、穿透实战解析

缓存系统是互联网高并发架构的“护城河”，但如果用不好Redis，分分钟会让系统崩盘。今天咱们就来聊聊面试必问的缓存三兄弟——雪崩、击穿、穿透，以及一线大厂都在用的解决方案。

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📉 缓存雪崩：集体阵亡的灾难

典型场景：双十一零点，所有商品缓存同时过期，数据库瞬间被打爆。

核心原因：大量缓存集中在同一时间失效，导致请求直接穿透到数据库。去年某电商大促就因为这个故障损失了千万级订单。

破局方案：

1. 随机过期时间：在基础过期时间上增加随机数（比如60秒±10秒）
2. 二级缓存：本地内存缓存+Redis分布式缓存，双重保险
3. 永不过期策略：后台异步更新缓存数据（注意内存淘汰机制）
4. 熔断降级：Hystrix或Sentinel做服务熔断，保护数据库

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🔨 缓存击穿：热点数据暴雷

高频面试题：“如果有一个千万级访问量的热点key突然失效，怎么办？”

技术本质：单个高热key失效后，海量请求直接冲击数据库。去年微博某明星官宣事件就导致缓存击穿，服务器瘫痪2小时。

破局四板斧：

1. 互斥锁：第一个请求回源数据库，其他请求等待（注意分布式锁实现）
2. 逻辑过期：缓存值里存过期时间，异步更新
3. 缓存预热：大促前提前加载热点数据
4. 限流策略：对热点接口做令牌桶限流

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🕳️ 缓存穿透：恶意攻击的漏洞

危险特征：黑客用不存在的数据疯狂请求（比如不存在的用户ID），导致数据库压力激增。某社交平台曾因此被黑产攻击导致服务不可用。

破解之道：

1. 布隆过滤器：最经典方案，10亿数据仅需百MB内存（注意误判率）
2. 空值缓存：对不存在的数据也做短期缓存（设置5分钟过期）
3. 参数校验：前端+服务端双重校验（比如ID格式规则）
4. 用户画像：对异常请求IP进行限流封禁

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🛠️ 综合防御方案

在实际项目中往往是组合拳：

1. 用Redis Cluster做集群避免单点故障
2. 监控热点key（使用redis-cli --hotkeys命令）
3. 设置不同的缓存失效策略：
   • 高频数据：永不过期+异步更新
   • 普通数据：基础过期时间+随机抖动
4. 多级缓存架构：

   用户请求 → Nginx本地缓存 → Redis集群 → 数据库
   

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缓存设计就像走钢丝，既要保证性能又要防止崩溃。大家在实战中还遇到过哪些奇葩的缓存问题？欢迎到面试鸭返利网的讨论区交流踩坑经验~