redis缓存穿透雪崩击穿的解决方案

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Redis缓存穿透、雪崩、击穿的解决方案

在面试中，Redis的缓存问题是必考题，尤其是缓存穿透、雪崩和击穿这三种异常场景的处理方案。今天我们就从实际开发的角度，分析这三大问题的核心解决思路，帮助大家在面试中从容应对这类技术追问。

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一、缓存穿透：穿透防御的3种手段

缓存穿透是指查询一个数据库中不存在的数据（比如不存在的用户ID），由于缓存不命中，导致每次请求都直接打到数据库，造成数据库压力过大。

解决方案：

1. 空值缓存：当数据库查不到数据时，在Redis中缓存一个空值（比如key:null），并设置较短的过期时间（如5分钟）。
2. 布隆过滤器：在Redis和数据库之间加一层布隆过滤器，预存所有合法的数据标识（比如用户ID）。请求进来先经过布隆过滤器校验，若不存在则直接返回。
3. 接口限流：对高频请求的接口做限流（例如使用Redis的INCR命令计数），防止恶意攻击穿透到数据库。

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二、缓存雪崩：如何避免集体失效？

缓存雪崩是指大量缓存同时过期，导致请求全部转发到数据库，引发数据库崩溃。

解决方案：

1. 随机过期时间：在设置缓存过期时间时增加随机值，例如基础时间+随机1~5分钟，避免同一时间大量Key失效。
2. 热点数据永不过期：对核心业务数据（如首页推荐商品）不设置过期时间，通过异步线程定期更新。
3. 多级缓存架构：采用本地缓存（如Caffeine）+分布式缓存（Redis）的多级结构，即使Redis崩溃，本地缓存仍能扛住部分流量。

面试常见追问：
“如果Redis集群挂了怎么办？”
可以回答：“我们会通过熔断机制（如Hystrix）暂时拒绝部分请求，同时从备份的本地缓存或数据库中降级获取数据。”

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三、缓存击穿：高并发下的单点防御

缓存击穿是指某个热点Key突然过期，此时大量并发请求直接穿透到数据库，导致数据库压力激增。

解决方案：

1. 互斥锁（Mutex Lock）：当缓存失效时，只允许一个线程去查数据库并重建缓存，其他线程等待（比如用Redis的SETNX命令实现锁）。
2. 逻辑过期时间：缓存数据本身不设置过期时间，而是在数据中存储一个逻辑过期时间字段。业务代码判断是否过期，若过期则触发异步更新。
3. 预刷新机制：对于已知的热点Key（比如秒杀商品），在过期前主动刷新缓存，避免高峰期失效。

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四、实战中的组合策略

在实际项目中，通常需要综合多种方案：

• 分层防御：布隆过滤器拦截非法请求 → 随机过期时间避免雪崩 → 互斥锁解决击穿。
• 监控报警：通过Prometheus监控缓存命中率和数据库QPS，异常时触发告警。
• 压测验证：定期对缓存场景做压力测试，确保方案的可靠性。

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总结
Redis的三大缓存问题本质上是流量与数据一致性的权衡，核心思路是：拦截非法请求、分散失效时间、降低并发压力。大家在面试中回答时，记得结合业务场景举例说明（比如电商秒杀、社交热点），更能体现实际经验。