redis缓存击穿雪崩穿透是什么解决方案

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Redis缓存击穿雪崩穿透是什么解决方案

最近面试中被问得最多的Redis三大缓存问题，今天咱们就站在程序员角度，用大白话聊聊缓存击穿、雪崩、穿透这三个"缓存杀手"到底是怎么回事，以及对应的解决方案。本文不会出现晦涩的源码，都是可以直接用在面试场景的实战经验。（文末有程序员专属福利哦）

什么是缓存击穿？如何解决？

缓存击穿就像演唱会黄牛票，某张"热门数据"突然失效，大量请求直接穿透到数据库。比如说电商首页的热门商品缓存过期瞬间，刚好遇到秒杀活动，数据库直接被压垮。

解决方案一：分布式锁排队
用Redis的setnx命令实现互斥锁，第一个请求重建缓存时加锁，其他请求等待或返回默认值。这里要注意设置合理的锁超时时间，避免死锁。

解决方案二：逻辑过期时间
给缓存数据增加一个逻辑过期字段，物理缓存设置为永不过留。当发现逻辑过期时，异步更新缓存，保证始终有可用数据。

缓存雪崩的预防策略

如果说击穿是单点失效，雪崩就是大规模缓存集体失效。比如所有商品缓存设置相同的1小时过期时间，某个整点同时失效导致数据库瞬间被打爆。

解决方案一：随机过期时间
在基础过期时间上增加随机数（例如30-40分钟），让缓存错峰失效。代码实现可以这样写：

redis.expire(key, baseTime + random.nextInt(10)*60)

解决方案二：服务熔断降级
当检测到数据库压力过大时，自动触发熔断机制。这时候可以直接返回静态数据或友好提示，保护后端系统。

需要特别说明的是，缓存雪崩场景可以配合二级缓存（本地缓存+Redis）来缓解压力。但要注意本地缓存的更新策略，避免出现数据不一致的情况。

缓存穿透的终极防御指南

缓存穿透比前两者更危险，因为这是持续攻击不存在的数据。比如用不存在的用户ID频繁请求，每次都会穿透缓存直达数据库。

布隆过滤器方案
在缓存层前面架设布隆过滤器，提前判断key是否存在。但要注意布隆过滤器存在误判率，且需要维护过滤器的更新机制。

空值缓存策略
对于查询结果为null的请求，仍然在Redis中缓存一个特殊值（如"NULL_FLAG"），并设置较短的过期时间（2-5分钟），避免被恶意利用。

综合防御体系建设

在实际项目中，建议采用组合拳：

1. 热点数据永不过期+互斥锁更新
2. 多级缓存架构（本地缓存+Redis）
3. 请求限流&服务降级机制
4. 监控系统实时报警

这里有个真实案例：某电商平台通过布隆过滤器+空值缓存，将穿透请求降低了98%，数据库QPS从峰值5万降到正常3千左右。

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