大厂面试真题-说说redis的雪崩、击穿和穿透

缓存雪崩、击穿、穿透是缓存系统中常见的三种问题，它们都会对系统的性能和稳定性造成严重影响。以下是对这三种问题的详细解释以及相应的解决方案：

一、缓存雪崩

问题解释：

缓存雪崩指的是因为某些原因导致缓存中大量的数据同时失效或过期，导致后续请求都落到后端存储上，从而引起系统负载暴增、性能下降甚至瘫痪。

解决方案：

1. 分布式缓存部署：使用分布式缓存系统，如Redis等，将缓存数据分布到多个节点上，提高缓存的可用性和容错性。
2. 设置不同的过期时间：为缓存数据设置不同的过期时间，避免大量数据在同一时间失效。可以采用随机过期时间策略，为数据添加一个随机的时间偏差值。
3. 缓存预热：在系统启动或大版本更新时，提前将常用或热点数据加载到缓存中，避免在高并发时突然失效产生大量请求。
4. 多级缓存：引入多级缓存架构，如CDN缓存、本地缓存、分布式缓存等，使得缓存命中率最大化，减少后端压力。
5. 限流措施：对请求进行限流，控制进入后端系统的请求数量，防止短时间内过多请求涌入数据库。

二、缓存击穿

问题解释：

缓存击穿指的是在高并发访问下，某个热点数据失效后，大量请求同时涌入后端存储，导致后端存储负载增大、响应时间变慢，甚至瘫痪。

解决方案：

1. 互斥锁：使用互斥锁或分布式锁来对并发请求进行控制，避免对同一资源的并发读写竞争。当一个请求在更新缓存时，其他请求需要等待锁释放后才能继续访问。
2. 热点数据预加载：提前将热点数据加入缓存，并在其失效时快速刷新缓存。可以通过监控访问频率和访问模式来识别热点数据。
3. 自动刷新机制：为缓存数据设置自动刷新机制，在数据即将失效时自动触发刷新操作，确保数据的持续有效性。

三、缓存穿透

问题解释：

缓存穿透指的是恶意用户或攻击者通过请求不存在于缓存和后端存储中的数据来使得所有请求都落到后端存储上，导致系统瘫痪。

解决方案：

1. 布隆过滤器：使用布隆过滤器将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmap中。一个不存在的数据会被这个bitmap拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。但需要注意的是，布隆过滤器只能存不能直接删除，且存在一定的误判率。
2. 黑白名单：通过维护一个黑白名单来过滤掉无效请求。对于频繁访问且不存在的数据，可以将其加入黑名单进行拦截。
3. 空值缓存：如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。这样可以减少后端存储的查询压力。

综上所述，针对缓存雪崩、击穿、穿透这三种问题，可以采取多种策略来保障系统的性能和稳定性。在实际应用中，需要根据具体的业务场景和需求来选择合适的解决方案。

以下是缓存雪崩、击穿、穿透以及怎么解决相关的视频，提供了详细的概念介绍和多种解决方案，可供参考: