redis缓存雪崩、穿透、击穿概念及解决办法

一、缓存雪崩

缓存雪崩:
redis挂掉了，请求全部走数据库
对缓存数据设置了相同的过期时间，导致缓存有段时间失效，请求全部走数据库
缓存雪崩，请求全部走数据库，数据库会挂掉，这样可能造成整个服务器坍塌
解决方案:

1. 针对“对缓存数据设置了相同的过期时间，请求全部走数据库”
   在缓存的时候给过期时间设置一个随机值，这样就会大幅的减少缓存过期时间在同一时间
2. 分事发前、事发中、事发后的解决
   事发前: 实现redis的高可用(利用redis cluster集群 或 主从+哨兵),减少redis挂掉
   事发中: 万一redis真的挂掉了，可以设置本地缓存(ehcache)+限流(hystrix)，尽量避免我们数据库挂掉
   事发后:redis的持久化，重启redis后自动从磁盘上读取数，快速恢复缓存数据

二、缓存穿透

缓存穿透:
不停的访问一个数据库根本没有的数据，比如黑客在攻击数据库时会请求ID为负值的，但是数据库中不存在的数据时不会存到缓存中，这样就会导致数据库崩溃，服务宕机
解决方案:

1. 当数据库查询没有数据时，将空对象设置到缓存中，并给此对象设置一个过期时间
2. 在请求redis之前就做拦截，非法数据的拦截、过滤

三、缓存击穿

缓存击穿:
某个 key 非常热点，访问非常频繁，处于集中式高并发访问的情况，当这个 key 在失效的瞬间，大量的请求就击穿了缓存，直接请求数据库，就像是在一道屏障上凿开了一个洞
解决方案

1. 将热点数据设置为永不过期
2. 使用redis或者zookeeper的互斥锁，等一个请求构建万缓存之后再释放锁，进而其他请求才能访问此key（ 一般使用此种方法来解决）

四、代码实现

1、防止缓存穿透源码实现

（1）使用的是Google的Bloom Filter
     <1>引入依赖
       <dependency>
			<groupId>com.google.guava</groupId>
			<artifactId>guava</artifactId>
		</dependency>
（2）使用双重验证锁解决高并发环境下的缓存穿透问题
@Service
public class StudentServiceImpl implements StudentService {
    @Autowired
    private StudentMapper studentMapper;
    //springboot自动配置的，直接注入到类中即可使用
    @Autowired
    private RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate;
    /**
     * 查询所有学生信息，带有缓存
     * @return
     */
    public List<Student> getAllStudent() {
        //在高并发条件下，会出现缓存穿透
        List<Student> studentList = (List<Student>)redisTemplate.opsForValue().get("allStudent");
        if (null == studentList) {
            //5个人， 4个等，1个进入
            synchronized (this) {
    //双重检测锁,假使同时有5个请求进入了上一个if(null == studentList),
    //加了锁之后one by one 的访问,这里再次对缓存进行检测,尽一切可能防止缓存穿透的产生,但是性能会有所损失
                studentList = (List<Student>)redisTemplate.opsForValue().get("allStudent");
                if (null == studentList) {
                    studentList = studentMapper.getAllStudent();
                    redisTemplate.opsForValue().set("allStudent", studentList);System.out.println("请求的数据库。。。。。。");} else {//System.out.println("请求的缓存。。。。。。");
                }}} else {System.out.println("请求的缓存。。。。。。");
        }return studentList;}}	

2、防止缓存雪崩、缓存击穿源码实现

（1）加互斥锁，互斥锁参考代码如下：
 static Lock reenLock = new ReentrantLock();
   public List<String> getData04() throws InterruptedException {
       List<String> result = new ArrayList<String>();
       // 从缓存读取数据
       result = getDataFromCache();
       if (result.isEmpty()) {
           if (reenLock.tryLock()) {
               try {
                System.out.println("我拿到锁了,从DB获取数据库后写入缓存");
                   // 从数据库查询数据
                   result = getDataFromDB();
                   // 将查询到的数据写入缓存
                   setDataToCache(result);
               } finally {
                   reenLock.unlock();// 释放锁
               }
           } else {
               result = getDataFromCache();// 先查一下缓存
               if (result.isEmpty()) {
                 System.out.println("我没拿到锁,缓存也没数据,先小憩一下");
                   Thread.sleep(100);// 小憩一会儿
                   return getData04();// 重试
               }
           }
       }
       return result;
   }

3、缓存穿透、雪崩、击穿最终结果都是对数据库造成压力
（1）不管是使用双重检索还是加互斥锁，都是为了减轻DB压力
（2）一般情况下使用加互斥锁来实现

标签：解决办法,缓存,请求,数据库,redis,studentList,result
来源： https://blog.csdn.net/qq_30974715/article/details/112833436