关于缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

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缓存

前台请求，后台先从缓存中取数据，取到直接返回结果，取不到时从数据库中取，数据库取到更新缓存，并返回结果，数据库也没取到，那直接返回空结果。

缓存穿透

缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户很可能是攻击者，攻击会导致数据库压力过大。

• 解决方案
  1、接口层增加校验，如用户鉴权校验，id做基础校验，id<=0的直接拦截。
  2、从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-null，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用），这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。

缓存击穿

缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据（一般是缓存时间到期），这时由于并发用户特别多，同时读缓存没读到数据，又同时去数据库去取数据，引起数据库压力瞬间增大，造成过大压力。

• 解决方案
  1、设置热点数据永远不过期。
  2、互斥锁。
• 代码示例

@Slf4j
public class CacheTest {

    private static final Lock LOCK = new ReentrantLock();

    public static String getData(String key) throws InterruptedException {
        //从缓存中读取数据
        String result = getDataFromRedis(key);
        //如果缓存中不存在，就去查询数据库，否则直接返回
        if (result == null) {
            //获取锁，获取成功以后，就去查询数据库，否则就等会儿再次查询缓存
            //此处如果根据key值加锁更好，即线程A从数据库获取key1的数据，并不影响线程B从数据库获取key2的数据
            if (LOCK.tryLock()) {
                try {
                    //从数据库获取数据
                    result = getDataFromMySql(key);
                    //更新缓存数据
                    if (result != null) {
                        setDataToCache(key, result);
                    }
                } finally {
                    LOCK.unlock();
                }
            } else {
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
                result = getData(key);
            }
        }
        return result;
    }

    private static String getDataFromRedis(String key) {
        log.info("从Redis获取缓存数据，key为：{}", key);
        return "Redis value";
    }

    private static String getDataFromMySql(String key) {
        log.info("从MySql获取数据，参数为：{}", key);
        return "MySql value";
    }

    private static void setDataToCache(String key, String result) {
        log.info("设置Redis缓存,key为：{}，value为：{}", key, result);
    }
}

缓存雪崩

缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间，而查询数据量巨大，引起数据库压力过大甚至down机。和缓存击穿不同的是，缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库。

• 解决方案
  1、缓存数据的过期时间设置随机，防止同一时间大量数据过期现象发生。
  2、如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同的缓存数据库中。
  3、设置热点数据永远不过期。

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