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緩存雪崩、緩存穿透、緩存并發(fā)等這些問題除了大廠面試經(jīng)常問，還有我們實際的工作中也會經(jīng)常遇到以上并發(fā)場景，本篇一一來詳解@mikechen

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緩存雪崩

數(shù)據(jù)未加載到緩存中，或者緩存同一時間大面積的失效，從而導致所有請求都去查數(shù)據(jù)庫，導致數(shù)據(jù)庫CPU和內存負載過高，甚至宕機。

比如一個雪崩的簡單過程：

1、redis集群大面積故障

2、緩存失效，但依然大量請求訪問緩存服務redis

3、redis大量失效后，大量請求轉向到mysql數(shù)據(jù)庫

4、mysql的調用量暴增，很快就扛不住了，甚至直接宕機

5、由于大量的應用服務依賴mysql和redis的服務，這個時候很快會演變成各服務器集群的雪崩，最后網(wǎng)站徹底崩潰。

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緩存雪崩解決方案

1.緩存的高可用性

緩存層設計成高可用，防止緩存大面積故障。即使個別節(jié)點、個別機器、甚至是機房宕掉，依然可以提供服務，例如 Redis Sentinel 和 Redis Cluster 都實現(xiàn)了高可用。

2.緩存降級

可以利用ehcache等本地緩存(暫時使用)，但主要還需要對源服務訪問進行限流、資源隔離（熔斷）、降級等。

當訪問量劇增、服務出現(xiàn)問題仍然需要保證服務還是可用的。系統(tǒng)可以根據(jù)一些關鍵數(shù)據(jù)進行自動降級，也可以配置開關實現(xiàn)人工降級，這里會涉及到運維的配合。

降級的最終目的是保證核心服務可用，即使是有損的。

比如我的淘寶頁面，由于是非核心頁面，后端服務如果暫時不能提供使用的情況，可以考慮直接使用一個靜態(tài)頁面替換掉，這樣對于用戶也是永遠提供服務的狀態(tài)(再發(fā)報警信息提示急需解決)，也不至于出現(xiàn)空白或者異常錯誤的裸奔狀態(tài)。

在進行降級之前要對系統(tǒng)進行梳理，比如：哪些業(yè)務是核心(必須保證)，哪些業(yè)務可以容許暫時不提供服務(利用靜態(tài)頁面替換)等，以及配合服務器核心指標，來后設置整體預案，比如：

（1）一般：比如有些服務偶爾因為網(wǎng)絡抖動或者服務正在上線而超時，可以自動降級；

（2）警告：有些服務在一段時間內成功率有波動（如在95~100%之間），可以自動降級或人工降級，并發(fā)送告警；

（3）錯誤：比如可用率低于90%，或者數(shù)據(jù)庫連接池被打爆了，或者訪問量突然猛增到系統(tǒng)能承受的最大閥值，此時可以根據(jù)情況自動降級或者人工降級；

（4）嚴重錯誤：比如因為特殊原因數(shù)據(jù)錯誤了，此時需要緊急人工降級。

3.Redis備份和快速預熱

1)Redis數(shù)據(jù)備份和恢復

2)快速緩存預熱

4.提前演練

最后，建議還是在項目上線前，演練緩存層宕掉后，應用以及后端的負載情況以及可能出現(xiàn)的問題，對高可用提前預演，提前發(fā)現(xiàn)問題。

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緩存穿透

緩存穿透是指查詢一個一不存在的數(shù)據(jù)。例如：從緩存redis沒有命中，需要從mysql數(shù)據(jù)庫查詢，查不到數(shù)據(jù)則不寫入緩存，這將導致這個不存在的數(shù)據(jù)每次請求都要到數(shù)據(jù)庫去查詢，造成緩存穿透。

解決思路：

如果查詢數(shù)據(jù)庫也為空，直接設置一個默認值存放到緩存，這樣第二次到緩沖中獲取就有值了，而不會繼續(xù)訪問數(shù)據(jù)庫。設置一個過期時間或者當有值的時候將緩存中的值替換掉即可。

可以給key設置一些格式規(guī)則，然后查詢之前先過濾掉不符合規(guī)則的Key。

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緩存并發(fā)

這里的并發(fā)指的是多個redis的client同時set key引起的并發(fā)問題。其實redis自身就是單線程操作，多個client并發(fā)操作，按照先到先執(zhí)行的原則，先到的先執(zhí)行，其余的阻塞。當然，另外的解決方案是把redis.set操作放在隊列中使其串行化，必須的一個一個執(zhí)行。

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緩存預熱

緩存預熱就是系統(tǒng)上線后，將相關的緩存數(shù)據(jù)直接加載到緩存系統(tǒng)。

這樣就可以避免在用戶請求的時候，先查詢數(shù)據(jù)庫，然后再將數(shù)據(jù)緩存的問題，用戶直接查詢事先被預熱的緩存數(shù)據(jù)。

解決思路：

1、直接寫個緩存刷新頁面，上線時手工操作下。

2、數(shù)據(jù)量不大，可以在項目啟動的時候自動進行加載。

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