redis缓存穿透击穿雪崩解决方案

Redis缓存穿透击穿雪崩解决方案

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作为一名Java后端开发，Redis缓存的高频面试题总是绕不开缓存穿透、击穿和雪崩这三大经典问题。今天我们就从真实面试场景出发，用口语化的方式拆解这三个问题的核心原理和解决方案，帮你轻松应对技术面！

什么是缓存穿透？

缓存穿透指的是请求的数据在缓存和数据库中都不存在，导致每次请求都会直接打到数据库，引发数据库压力骤增。比如攻击者故意发起大量非法ID查询（如负数或超大数值），绕过缓存直接穿透到数据库层。

解决方案

1. 空值缓存：即使数据库查不到数据，也在Redis中存一个空值（如key:null），并设置较短过期时间（比如5分钟）。
2. 布隆过滤器（Bloom Filter）：在缓存层前加一层布隆过滤器，预先加载数据库中的合法ID。请求时先经过布隆过滤器校验，若不存在则直接返回，避免无效请求穿透到数据库。
   

缓存击穿如何破？

缓存击穿指的是某个热点Key突然过期，此时大量并发请求同时涌入数据库，导致数据库瞬时压力过大。比如“秒杀商品详情页”的热点数据突然失效，引发雪崩式查询。

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询数据库，其他线程等待锁释放后从缓存中读取数据。
2. 逻辑过期时间：不依赖Redis的物理过期，而是在Value中存储逻辑过期时间（比如expireTime字段）。业务层判断是否过期，若过期则异步更新缓存，保证缓存永不失效。
   

缓存雪崩的终极防御

缓存雪崩是指大量缓存Key同时失效，导致所有请求直接访问数据库，甚至引发数据库宕机。例如业务高峰期缓存集群宕机，或者大量Key设置了相同的过期时间。

解决方案

1. 随机过期时间：为每个Key的过期时间添加随机值（比如基础30分钟 + 随机0-10分钟），避免批量Key同时失效。
2. 多级缓存架构：采用本地缓存（如Caffeine）+ Redis缓存的组合，即使Redis宕机，本地缓存仍能抵挡部分流量。
3. 服务熔断降级：通过Hystrix或Sentinel实现服务熔断，当数据库压力过大时，直接返回默认值或友好提示，保护核心链路。
   

如何系统化应对缓存问题？

1. 监控预警：通过Prometheus监控缓存命中率、数据库QPS等指标，设置阈值告警。
2. 压测演练：定期模拟高并发场景，验证缓存方案的可靠性。
3. 容灾备份：主从架构+持久化策略，防止Redis集群故障导致数据丢失。

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