12、缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

一、缓存功能

　　当系统处于高并发时，为了防止数据库压力过大，引入缓存处理功能，流程如下：

　　　　

 　　当引入缓存功能后，会引发出问题：（1）缓存穿透，（2）缓存击穿，（3）缓存雪崩。

二、缓存穿透

　　　　　　

　　解释：缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。这时的用户很可能是攻击　　　　                 者，攻击会导致数据库压力过大。

　　注意：不能避免低频的缓存穿透，可以避免高频的缓存穿透。

　　解决办法：

1. 接口层增加校验，如用户鉴权校验，id做基础校验，id<=0的直接拦截；
2. 从缓存取不到的数据，在数据库中也没有取到，这时也可以将key-value对写为key-null存入缓存中，缺点：当用户不断地以大量不同的key（缓存层和数据库）去访问时，缓存层就会存储大量的(key-null)，所以会占用过多的内存，此时需要设置缓存有效期，缓存有效时间可以设置短点，如30秒（设置太长会导致正常情况也没法使用）。这样可以防止攻击用户反复用同一个id暴力攻击。
3. 在server端存储一个布隆过滤器，将mysql包含的key放如布隆过滤器中，布隆过滤器能过滤一定不存在的数据。

四、缓存雪崩

　　解释：缓存层在同一时刻，大量缓存的数据同时失效，导致大量的请求跑到数据库。

　　导致原因：

　　（1）redis中缓存的数据有效期是一致的，然后失效也就是同一时刻。

　　　　解决办法：给每一条数据加上一个随机有效期，不要突然同时失效。

　　（2）redis数据库挂掉了

　　　　解决办法：分布式缓存。

五、缓存击穿

　　解释：当缓存层（redis）只缓存了1条数据时，当用户大量的请求过来时，刚好这条数据失效。

　　　　　　　　

　　解决办法：分布式锁(基于mysql或者基于Zookeeper)