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缓存穿透 击穿 雪崩

问题描述: 由于海量的用户的请求 如果这时redis服务器出现问题 则可能导致整个系统崩溃.

运行速度:

1. tomcat服务器 150-250 之间 JVM调优 1000/秒
2. NGINX 3-5万/秒
3. REDIS 读 11.2万/秒 写 8.6万/秒 平均 10万/秒

1 缓存穿透

问题描述:

由于用户高并发环境下访问 数据库中不存在的数据时 ,容易导致缓存穿透.

缓存击穿是指一个Key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问，当这个Key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个完好无损的桶上凿开了一个洞。

缓存击穿的话，设置热点数据永远不过期。或者加上互斥锁就能搞定了。

如何解决:

1. 热点数据永不过期
2. 使用互斥锁

业界比较常用的做法，是使用mutex。简单地来说，就是在缓存失效的时候（判断拿出来的值为空），不是立即去load db，而是先使用缓存工具的某些带成功操作返回值的操作（比如Redis的SETNX）去set一个mutex key，当操作返回成功时，再进行load db的操作并回设缓存；否则，就重试整个get缓存的方法。

伪代码如下图：

SETNX，是「SET if Not eXists」的缩写，也就是只有不存在的时候才设置，可以利用它来实现锁的效果

2 缓存击穿

量太大，缓存过期

问题描述:

由于用户高并发环境下, 由于某个数据之前存在于内存中,但是由于特殊原因(数据超时/数据意外删除)导致redis缓存失效. 而使大量的用户的请求直接访问数据库.
俗语: 趁他病 要他命

如何解决:

1. 设定超时时间时 不要设定相同的时间.
2. 热点数据永不过期

3. 设定多级缓存

4.缓存空对象

当存储层不命中，到数据库查发现也没有命中，那么仍然将空对象保留到缓存层中，之后再访问这个数据将会从缓存中获取,这样就保护了后端数据源。不过空值做了缓存，意味着缓存层中存了更多的键，需要更多的内存空间(如果是攻击，问题更严重),比较有效的方法是针对这类数据设置一个较短的过期时间，让其自动剔除。

5. 使用布隆过滤器

3 缓存雪崩

缓存雪崩是指在某一个时间段，缓存集中过期失效或者Redis宕机

说明:

由于高并发条件下 有大量的数据失效.导致redis的命中率太低.而使得用户直接访问数据库(服务器)导致奔溃,称之为缓存雪崩.

缓存雪崩:由于缓存层承载着大量请求,有效地保护了存储层,但是如果缓存层由于某些原因不能提供服务，比如同一时间缓存数据大面积失效，那一瞬间Redis跟没有一样，于是所有的请求都会达到存储层，存储层的调用量会暴增，造成存储层也会级联宕机的情况。

解决方案:

1. 保证缓存层服务高可用性
2. 不要设定相同的超时时间 随机数 ，热点数据永不过期
3. 提高redis缓存的命中率 调整redis内存优化策略 采用LRU等算法.
4. 微软服务机制 API网关实现. （SpringCloudGateway 网关 限流 降级 熔断）
5. 数据预热
6. 设定多级缓存.
7. 配置布隆过滤器