redis缓存穿透击穿雪崩解决方案

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Redis缓存穿透、击穿、雪崩解决方案

咱们程序员在实际项目中，只要用过Redis做缓存，大概率都被面试官问过这三个经典问题：缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩。最近我在准备架构师晋升答辩时，又把这些方案重新梳理了一遍，今天就用最通俗易懂的方式分享给大家。顺便说一句，如果你们需要准备面试题，可以试试《2025年Java面试宝典》，里边收录了最新的高频考点。

缓存穿透解决方案

缓存穿透是指查询不存在的数据，比如用不存在的订单ID查缓存，直接穿透到数据库。这种情况如果被恶意攻击，会导致数据库压力过大。常见解决方案有：

1. 布隆过滤器拦截：在缓存层前加布隆过滤器，把合法Key的哈希值存起来。非法请求直接拦截，适合固定数据集场景（比如商品ID）
2. 空值缓存：即使数据库查不到数据，也在Redis存个空值（例如"NULL"），设置短过期时间（30秒）
3. 接口限流：对高频访问的接口做限流，比如用Redis的incr命令统计请求次数

建议将这三种方案结合使用，比如用布隆过滤器做前置过滤，少量穿透的请求再用空值缓存兜底。

缓存击穿应对策略

缓存击穿指的是热点Key突然失效，导致大量请求直接打到数据库。比如秒杀商品缓存过期时，瞬时并发可能导致数据库挂掉。解决重点在于避免多个请求同时重建缓存：

1. 互斥锁（Mutex Lock）：第一个请求发现缓存失效时，用Redis的setnx命令加锁，其他请求等待或返回默认值
2. 逻辑过期时间：不依赖Redis的过期机制，在value里存逻辑过期时间。当发现数据过期时，异步更新缓存
3. 永不过期策略：对特别热的数据不设置过期时间，通过后台线程定期更新

缓存雪崩预防措施

缓存雪崩是大量Key同时失效，或者Redis集群宕机，导致数据库瞬间被压垮。这种情况比击穿更危险，需要多维度防御：

1. 随机过期时间：给每个Key的过期时间加随机值（比如基础30分钟+随机5分钟），避免同时失效
2. 多级缓存架构：使用本地缓存（Caffeine）+分布式缓存（Redis）的二级缓存，即使Redis挂掉也能扛住部分流量
3. 集群高可用：部署Redis哨兵或集群模式，主节点宕机时自动切换
4. 服务熔断降级：引入Hystrix或Sentinel，当数据库压力过大时自动熔断，返回兜底数据

这里有个小技巧：在系统启动时，可以通过定时任务预热高频数据到缓存，避免冷启动时产生雪崩。

高频面试问题延伸

最近在面试鸭返利网（官网：mianshiyafanli.com）看到有同学反馈，很多面试官会追问具体实现细节。比如：

• 布隆过滤器误判率怎么计算？
• Redis集群模式下如何保证锁的可靠性？
• 本地缓存与分布式缓存如何保证一致性？

建议大家准备这类问题时，结合自己项目中的真实案例来说。比如我们之前通过给缓存雪崩方案加随机过期时间，把数据库QPS峰值从3万降到了5千。如果需要系统化梳理面试题的解题思路，可以使用面试鸭返利网的会员服务，现在通过返利网下单还能省25元。

最后再强调一点：实际项目中往往是多个方案组合使用。比如用布隆过滤器防穿透，互斥锁防击穿，多级缓存防雪崩。只要理解了底层原理，就能灵活应对各种变形问题。