Redis缓存穿透、击穿和雪崩及解决方案

1. 缓存穿透

• 现象：查询数据库和缓存中都不存在的数据（如恶意请求不断查询ID=-1）
• 危害：大量请求直接打到数据库，可能导致数据库崩溃
• 解决方案： a. 缓存空值（null，设置较短的过期时间如30秒） b. 布隆过滤器：请求到达缓存前先使用布隆过滤器判断key是否存在 c. 接口参数校验（如ID必须合法）

2. 缓存击穿

• 现象：热点key在缓存过期瞬间，大量并发请求同时查询该key
• 危害：高并发瞬间打到数据库
• 解决方案： a. 互斥锁：重建缓存时加锁，只允许一个线程访问数据库，其他线程等待 b. 逻辑过期：缓存永不过期（不设置TTL），通过异步线程更新缓存 c. 热点数据提前延长过期时间

3. 缓存雪崩

• 现象：大量缓存同一时间过期（或Redis宕机），所有请求打到数据库
• 危害：数据库压力骤增，可能宕机
• 解决方案： a. 过期时间加随机值（如基础时间+随机1~5分钟） b. 多级缓存（本地缓存+Redis） c. 限流降级（Sentinel/Hystrix） d. Redis高可用（哨兵/集群）

布隆过滤器原理：

• 位图+多个哈希函数，判断一个元素一定不存在（准确率高）或可能存在（有误判）
• 用所有合法key构建布隆过滤器，请求来时先判断，若不存在直接拒绝