前言

作為一個(gè)已經(jīng)畢業(yè)的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)長(zhǎng)，其實(shí)幾年大學(xué)走來(lái)還是挺感慨萬(wàn)千的。（說(shuō)明一下：一本，非958、211）
老實(shí)說(shuō)，上大學(xué)之前填志愿選專業(yè)的時(shí)候沒(méi)有任何打算，就覺(jué)得學(xué)海熬到頭了，向往已久的大學(xué)舒坦日子要來(lái)了，像老一輩人說(shuō)的“飛出籠的鳥(niǎo)”。
最后選的計(jì)算機(jī)專業(yè)也挺喜劇的，因?yàn)閻?ài)打游戲，所以覺(jué)得自己對(duì)計(jì)算機(jī)還挺感興趣的。當(dāng)時(shí)我并不知道之后我會(huì)因?yàn)檫@個(gè)決定而改變我的生活。

緩存雪崩

我們首先看下這個(gè)正常的緩存流程是怎樣的？如下圖所示：

可以看到，首先這個(gè)用戶訪問(wèn)這個(gè)某東，然后這個(gè)某東去訪問(wèn)這個(gè) Redis，如果 Redis 有該訪問(wèn)數(shù)據(jù)，就會(huì)直接返回查緩存拿到的數(shù)據(jù)；如果 Redis 緩存沒(méi)有查到該數(shù)據(jù)，就會(huì)去 MySql 數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢，查詢到有結(jié)果把從 MySql 中查到的數(shù)據(jù)同步至 Redis 緩存中去，同時(shí)會(huì)把這個(gè)查詢到的結(jié)果返回回去。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的正常的緩存流程。 那么我們基于這個(gè)正常的緩存流程，來(lái)看下什么是緩存的雪崩。

首先給大家舉個(gè)例子，就是在雙十一的時(shí)候，在某東買東西，進(jìn)入它的這個(gè)首頁(yè)，由于是雙十一，首頁(yè)的訪問(wèn)量是非常大的，所以首頁(yè)的很多數(shù)據(jù)是緩存在 redis 里面的。

假設(shè)首頁(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 redis 里的 100 個(gè) key，設(shè)置的緩存失效時(shí)間是兩個(gè)小時(shí)，當(dāng)在雙十一期間，購(gòu)物超過(guò)兩個(gè)小時(shí)之后，這個(gè)首頁(yè)數(shù)據(jù)的 redis 緩存在這瞬間會(huì)全部失效，導(dǎo)致所有的請(qǐng)求都打到這個(gè) MySql 數(shù)據(jù)庫(kù)上，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)壓力增大，造成這個(gè) MySql 數(shù)據(jù)庫(kù)響應(yīng)不及時(shí)而掛掉，從而某東的首頁(yè)就沒(méi)辦法繼續(xù)對(duì)外提供服務(wù)了，然后東哥就特別不開(kāi)心，把這次的技術(shù)負(fù)責(zé)人送去了非洲。

那么通過(guò)這個(gè)舉例，我們來(lái)看下面這個(gè)圖：

就是說(shuō)用戶訪問(wèn)某東，這個(gè)時(shí)候 redis 里面的 key 大量失效，導(dǎo)致這個(gè)某東直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，把大量的請(qǐng)求都打到來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)，這種現(xiàn)象就是緩存雪崩。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是 redis 緩存在同一時(shí)間大量失效，就像這個(gè)雪崩來(lái)了一樣。

那么緩存雪崩它的解決方案有幾種呢？下面來(lái)說(shuō)下：

• 設(shè)置這個(gè)緩存的失效時(shí)間，不讓大量的 key 在同一時(shí)間失效，即在設(shè)置這個(gè)緩存的時(shí)候，可以將 key 的失效時(shí)間分散開(kāi)。
• 我們部署 redis 一般是集群部署的，可以把這些熱點(diǎn)的 key 放到不同的節(jié)點(diǎn)上去，讓這些熱點(diǎn)的 key 均勻的分布在不同的 redis 節(jié)點(diǎn)上。
• 還有就是比較暴力的方法，不設(shè)置這個(gè)緩存失效的時(shí)間，讓 key 永不失效。

緩存穿透

接下來(lái)我們?cè)賮?lái)介紹什么是緩存穿透。

還是舉個(gè)例子：比如說(shuō)某位老哥開(kāi)發(fā)了一個(gè)網(wǎng)站，然后這個(gè)網(wǎng)站非常的受歡迎，某一天突然遭到了黑客瘋狂的攻擊，他的這個(gè)攻擊手段就是采用這個(gè)緩存穿透的原理。

大家都知道通常情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)的主鍵是從0開(kāi)始遞增的，是沒(méi)有負(fù)數(shù)的，那么這位黑客就利用這點(diǎn)，他不斷的用 ID 小于零的參數(shù)發(fā)請(qǐng)求過(guò)來(lái)。這位老哥剛開(kāi)始是把網(wǎng)站的所有數(shù)據(jù)放到了 redis 緩存里面去，但是黑客是用 ID 小于零的數(shù)來(lái)請(qǐng)求，redis 緩存里面并沒(méi)有這個(gè) ID 小于零的數(shù)據(jù)，這樣 redis 就查不到這個(gè)結(jié)果，一旦 redis 查不到結(jié)果就會(huì)去數(shù)據(jù)庫(kù)中查，那么所有請(qǐng)求都會(huì)打到數(shù)據(jù)庫(kù)，而且會(huì)一直打到數(shù)據(jù)庫(kù)中去，因?yàn)?redis 緩存這層根本攔截不到這樣的數(shù)據(jù)。

redis 緩存直接被這種數(shù)據(jù)穿透了，直接穿透到數(shù)據(jù)庫(kù)里面。同樣我們來(lái)看下面這個(gè)圖：

首先這個(gè)惡意用戶訪問(wèn)某東，用 id=-1 的數(shù)據(jù)去請(qǐng)求，然后這個(gè) id=-1 的數(shù)據(jù)在 redis 緩存里面沒(méi)有查到，就到數(shù)據(jù)庫(kù)里面查詢，也沒(méi)有查到該條數(shù)據(jù)，只能返回空數(shù)據(jù)給前端了。

這個(gè)惡意用戶（黑客）用腳本不斷的發(fā)這個(gè)數(shù)據(jù)去請(qǐng)求，直接穿透 redis 打到這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上，這就是所謂的緩存穿透。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，緩存穿透就是指緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中都沒(méi)有這樣的數(shù)據(jù)，一般出現(xiàn)這種情況都不是正常的用戶在訪問(wèn)。

那么緩存穿透的解決方案有以下幾點(diǎn)：

• 請(qǐng)求如果穿透 redis，直接到數(shù)據(jù)庫(kù)，那么數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)論查出什么結(jié)果，都寫(xiě)回到 redis 緩存里面去，這樣下次用同一個(gè)參數(shù)發(fā)來(lái)請(qǐng)求的時(shí)候，就直接被 redis 緩存攔截掉了，就不回打到數(shù)據(jù)庫(kù)了。
• 對(duì)請(qǐng)求的參數(shù)做合法性校驗(yàn)。
• 比較直接、簡(jiǎn)單粗暴的方法，把這個(gè) IP 拉黑。
• 最后是使用布隆過(guò)濾器，這是一個(gè)非常好的方式。

緩存擊穿

我們?cè)賮?lái)講最后一個(gè)問(wèn)題，就是緩存的擊穿。

還是拿雙十一來(lái)舉例：東哥在雙十一的時(shí)候，發(fā)話說(shuō)想搞一個(gè)大活動(dòng)，說(shuō)想把自己20年前用的電腦拿出來(lái)拍賣，然后有巨多人對(duì)這個(gè)電腦感興趣，于是東哥決定在雙十一當(dāng)天九點(diǎn)拍賣這臺(tái)電腦，然后某東的開(kāi)發(fā)程序員，把這臺(tái)電腦數(shù)據(jù)放到了 redis 緩存里，即對(duì)應(yīng) redis 緩存里的一個(gè) key。

拍賣的時(shí)候，大家熱情都非常的高漲，持續(xù)拍賣了將近三個(gè)小時(shí)，還沒(méi)有結(jié)束這場(chǎng)線上拍賣，但是這臺(tái)電腦對(duì)應(yīng)的 redis 緩存 key 的失效時(shí)間是三個(gè)半小時(shí)。 當(dāng)大家拍賣到三個(gè)半小時(shí)的時(shí)候，這臺(tái)電腦的緩存 key 突然失效了，導(dǎo)致這個(gè)大量的拍賣請(qǐng)求在 redis 里面查不到數(shù)據(jù)，從而這些大量請(qǐng)求就會(huì)直接打到數(shù)據(jù)庫(kù)上，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的瞬間壓力增大，造成響應(yīng)不及時(shí)而掛掉。
這個(gè)時(shí)候呢，東哥看到自己的這臺(tái)電腦還沒(méi)拍賣出去，有點(diǎn)生氣，于是把這個(gè)程序員送去了非洲。

同樣我們也來(lái)看下面這個(gè)圖：

用戶訪問(wèn)某東，然后去 redis 請(qǐng)求某個(gè)拍賣秒殺商品，在緩存沒(méi)有失效的時(shí)候，redis 可以把這個(gè)查詢到的緩存 key 的結(jié)果返回回去，但是當(dāng)這個(gè)緩存的 key 失效了，這個(gè)請(qǐng)求就會(huì)擊穿這個(gè) redis，直接打到數(shù)據(jù)庫(kù)上。

這里大家注意的是，這里是某一個(gè)熱點(diǎn)的 key，大量的用戶請(qǐng)求不斷的訪問(wèn)這個(gè)熱點(diǎn)的 key，當(dāng)這個(gè)熱點(diǎn)的 key 突然失效，把請(qǐng)求都打到數(shù)據(jù)庫(kù)上，這個(gè)過(guò)程就是叫做緩存擊穿了。記住它是擊穿某個(gè)一個(gè)非常熱點(diǎn)的 key。

那么這個(gè)緩存擊穿的解決方案是：

• 讓這個(gè)熱點(diǎn) key 不過(guò)期，即不設(shè)置失效時(shí)間（不推薦）。
• 使用分布式鎖，如果是單體應(yīng)用的話使用互斥鎖（分布式鎖后續(xù)文章會(huì)講）。

最后

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總結(jié)

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