一．緩存穿透：

?????緩存穿透是指查詢一個一定不存在的數據，由于緩存是不命中時需要從數據庫查詢，查不到數據則不寫入緩存，這將導致這個不存在的數據每次請求都要到數據庫去查詢，造成緩存穿透。

?????解決辦法：

?????1.布隆過濾

??對所有可能查詢的參數以hash形式存儲，在控制層先進行校驗，不符合則丟棄。還有最常見的則是采用布隆過濾器，將所有可能存在的數據哈希到一個足夠大的bitmap中，一個一定不存在的數據會被這個bitmap攔截掉，從而避免了對底層存儲系統的查詢壓力。

??補充:

??????Bloom filter

??適用范圍：可以用來實現數據字典，進行數據的判重，或者集合求交集

??基本原理及要點：對于原理來說很簡單，位數組+k個獨立hash函數。將hash函數對應的值的位數組置1，查找時如果發現所有hash函數對應位都是1說明存在，很明顯這個過程并不保證查找的結果是100%正確的。同時也不支持刪除一個已經插入的關鍵字，因為該關鍵字對應的位會牽動到其他的關鍵字。所以一個簡單的改進就是counting Bloom filter，用一個counter數組代替位數組，就可以支持刪除了。添加時增加計數器，刪除時減少計數器。

?????2. 緩存空對象. 將 null 變成一個值.

??也可以采用一個更為簡單粗暴的方法，如果一個查詢返回的數據為空（不管是數 據不存在，還是系統故障），我們仍然把這個空結果進行緩存，但它的過期時間會很短，最長不超過五分鐘。

?緩存空對象會有兩個問題：

?第一，空值做了緩存，意味著緩存層中存了更多的鍵，需要更多的內存空間 ( 如果是攻擊，問題更嚴重 )，比較有效的方法是針對這類數據設置一個較短的過期時間，讓其自動剔除。

?第二，緩存層和存儲層的數據會有一段時間窗口的不一致，可能會對業務有一定影響。例如過期時間設置為 5分鐘，如果此時存儲層添加了這個數據，那此段時間就會出現緩存層和存儲層數據的不一致，此時可以利用消息系統或者其他方式清除掉緩存層中的空對象。

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二.緩存雪崩

????如果緩存集中在一段時間內失效，發生大量的緩存穿透，所有的查詢都落在數據庫上，造成了緩存雪崩。

????這個沒有完美解決辦法，但可以分析用戶行為，盡量讓失效時間點均勻分布。大多數系統設計者考慮用加鎖或者隊列的方式保證緩存的單線程（進程）寫，從而避免失效時大量的并發請求落到底層存儲系統上。

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????解決方法

???1. 加鎖排隊. 限流-- 限流算法. 1.計數 2.滑動窗口 3.??令牌桶Token Bucket 4.漏桶 leaky bucket [1]

?在緩存失效后，通過加鎖或者隊列來控制讀數據庫寫緩存的線程數量。比如對某個key只允許一個線程查詢數據和寫緩存，其他線程等待。

?業界比較常用的做法，是使用mutex。簡單地來說，就是在緩存失效的時候（判斷拿出來的值為空），不是立即去load db，而是先使用緩存工具的某些帶成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX或者Memcache的ADD）去set一個mutex key，當操作返回成功時，再進行load db的操作并回設緩存；否則，就重試整個get緩存的方法。

SETNX，是「SET if Not eXists」的縮寫，也就是只有不存在的時候才設置，可以利用它來實現鎖的效果。

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?????2.數據預熱

??可以通過緩存reload機制，預先去更新緩存，再即將發生大并發訪問前手動觸發加載緩存不同的key，設置不同的過期時間，讓緩存失效的時間點盡量均勻

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?????3.做二級緩存，或者雙緩存策略。

?????A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時，可以訪問A2，A1緩存失效時間設置為短期，A2設置為長期。

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??????4.緩存永遠不過期

?這里的“永遠不過期”包含兩層意思：

????(1) 從緩存上看，確實沒有設置過期時間，這就保證了，不會出現熱點key過期問題，也就是“物理”不過期。

?????(2) 從功能上看，如果不過期，那不就成靜態的了嗎？所以我們把過期時間存在key對應的value里，如果發現要過期了，通過一個后臺的異步線程進行緩存的構建，也就是“邏輯”過期.

?從實戰看，這種方法對于性能非常友好，唯一不足的就是構建緩存時候，其余線程(非構建緩存的線程)可能訪問的是老數據，但是對于一般的互聯網功能來說這個還是可以忍受。

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[1] 接口限流算法總結 含代碼 http://blog.csdn.net/zxp_cpinfo/article/details/70103114?locationNum=3&fps=1?
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總結

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