快取穿透問題

什麼是快取穿透

快取穿透就是指當用戶在 Redis 快取系統查詢一條資料時，而 MySQL 資料庫和 Redis 快取裡卻沒有關於這條資料的任何記錄。這條資料在 Redis 快取中查詢不到自然會向 MySQL 資料庫請求獲取資料，MySQL 資料庫也獲取不到資料，導致 Redis 快取會一直查詢 MySQL 資料庫，這樣會對 MySQL 資料庫的訪問造成很大的壓力。

快取擊穿解決方案一：快取空物件

快取空物件是指使用者請求查詢 Redis 快取和 MySQL 資料庫中都不存在的資料時，MySQL 資料庫會返回一個空物件，並將這個空物件和使用者請求關聯起來存到 Redis 快取中；當存在相同使用者請求，這時 Redis 快取就會命中，就直接從快取中返回這個空物件，這樣可以減少訪問資料庫的壓力，提高當前資料庫的訪問效能。

優點

使用快取空物件機制原理和實現比較簡單（程式碼維護容易）

缺點

使用快取空物件長時間會導致 Redis 快取中存在大量空物件，不僅會佔用許多的記憶體空間，還會浪費許多資源（推薦設定快取空物件過期時間）

快取擊穿解決方案二：布隆過濾器（推薦）

布隆過濾器是一種過濾器，它的底層是一種基於概率的資料結構，主要使用來判斷當前某個元素是否在該集合中，執行速度快。但布隆過濾器不是絕對精確，會有小小的誤判概率，只要引數設定的合理，它的精確度可以控制的相對足夠精確

採用布隆過濾器，將所有可能存在的資料雜湊到一個足夠大的二進位制 bitmap 中，一個一定不存在的資料會被這個 bitmap 攔截掉，從而避免了對底層資料庫的查詢壓力

布隆過濾器還有很多其他應用，比如網路爬蟲去重複 URL 地址

快取擊穿問題

什麼是快取擊穿

快取擊穿是指 Redis 快取中有一些的熱點資料 key 同時過期失效，或有一些非熱點資料 key 突然有大量併發訪問請求，這樣會導致大量併發請求直接穿透 Redis 快取，湧入 MySQL 資料庫，瞬間增大資料庫的訪問壓力，甚至導致資料庫崩潰

快取擊穿解決方案一：永不過期

就是設定 key 永不過期，就不會出現大量 key 過期失效的問題， 優點是維護簡單，缺點是佔用空間。而卻對於非熱點資料的高併發訪問無效。

快取擊穿解決方案二：加鎖

對於 Redis 快取中 key 過期時，在 key 要查詢 MySQL 資料庫的時候加鎖，這時只能讓第一個請求進行查詢資料庫，然後把從資料庫中查詢到的值儲存到 Redis 快取中，對於其他的相同的 key 查詢，可以直接從 Redis 快取中獲取即可

快取雪崩問題

什麼是快取雪崩

快取雪崩是指在某一個時間段內，Redis 快取突然宕機或大量 key 集中過期失效，如果這個時間段內有大量請求，而查詢資料量巨大，所有的請求都會達到 MySQL 資料庫，資料庫的訪問量會暴增，引起資料庫壓力過大甚至宕機

快取雪崩解決方案

• Redis 高可用

  搭建 Redis 主從架構或叢集架構，負載均衡，分擔壓力

• 限流降級

  在快取失效後，通過加鎖或者佇列來控制讀資料庫寫快取的執行緒數量，對某個 key 只允許一個執行緒查詢資料和寫快取，其他執行緒等待

• 資料預熱

  將部分可能大量訪問的熱點資料提前載入到 Redis 快取中，或在即將發生高併發請求訪問前手動觸發載入快取不同的 key

• 不同的過期時間

  設定不同的過期時間，讓快取失效的時間點儘量均勻