Reids缓存常见应用问题总结

在使用Redis作为缓存的过程中，时常会出现缓存穿透、击穿和雪崩等问题，本文基于个人工作实际总结此三种问题发生的情况和解决方案。

1. 缓存穿透

1.1. 什么是缓存穿透

key对应的数据在缓存数据库中不存在，每次针对此key的请求从缓存中获取不到，请求都会直接压到数据库，从而可能使数据库崩溃。

1.2. 解决方案

1.2.1. 缓存空值

如果一个查询返回的数据为空，仍然将其空结果(null)放入缓存，给空结果设置一个较短的过期时间，通常情况一般不超过五分钟

1.2.2. 设置白名单

使用bitmaps类型定义一个可以访问的名单，名单id作为bitmaps的偏移量，每次访问和bitmaps的id进行比较，如果访问的id不在bitmaps之中，则进行拦截，不允许其访问

1.2.3. 采用布隆过滤器

Bloom Filter是由布隆于1970年提出的，实际上是一个很长的二进制向量(位图)和一系列随机映射函数(哈希函数)。用于检索一个元素是否在一个集合中，原理是将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmaps中，一个一定不存在的数据会被这个bitmaps拦截，从而避免了对底层数据存储系统的访问查询压力。其优点是空间效率和查询时间都远远超过一般算法，其缺点是有一定的误识率和删除困难

1.2.4. 实时监控

当发现Redis的命中率开始急速下降，需要排查访问对象和访问数据，可以设置黑名单限制其服务

2. 缓存击穿

2.1. 什么是缓存击穿

key对应的数据存在，但是在Redis中过期了，此时若有大量并发请求过来，这些请求发现缓存已经过期了，一般会从后端DB加载数据并回写到缓存中，此时大并发的请求可能会瞬间把后端DB弄崩溃。

2.2. 解决方案

2.2.1. 预先设置热门数据

在Redis高峰访问之前，先将一些热门数据提前存入到Redis之中，并加大这些热门数据key的过期时长

2.2.2. 实时调整

现场监控哪些数据比较热门，实时调整key的过期时长

2.2.3. 使用锁

在缓存失效时，不立即去加载后台数据库，先使用缓存工具的带成功操作返回值的操作，比如Redis的setnx，先set一个mutex key。当操作返回成功时，再进行加载后台数据库的操作，并设置缓存，最后删除mutex key。当操作返回失败，证明有线程在加载后台数据库，当前线程睡眠一段时间再重试整个get缓存的方法。