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緩存穿透

緩存系統，一般流程都是按照key去查詢緩存，如果不存在對應的value，就去后端系統（例如：持久層數據庫）查找。如果key對應的value是一定不存在的，并且對該key并發請求量很大，就會對后端系統造成很大的壓力，這就叫做緩存穿透。

正常請求：

正常請求

緩存擊穿時：

緩存擊穿

如何避免

1. 緩存空結果

對查詢結果為空的情況進行緩存，緩存時間設置短一點，或者該key對應的數據insert了之后清理緩存。

2. 布隆過濾器

采用布隆過濾器，guava有實現api，或者使用redis的bitmap。將所有可能存在的數據哈希到一個足夠大的bitmap中，一個一定不存在的數據會被這個bitmap攔截掉，從而避免了對底層存儲系統的查詢壓力。布隆過濾器對于固定的數據可以起到很好的效果，但是對于頻繁更新的數據，布隆過濾器的構建會面臨很多問題。另外布隆過濾器是有判斷誤差的，網上有很多詳細的介紹，請讀者自行搜索即可。

布隆過濾器

緩存雪崩

當緩存服務器重啟或者大量緩存集中在某一個時間段失效，這樣在失效的時候，也會給后端系統(比如DB)帶來很大壓力。

如何避免

1. 互斥鎖

在緩存失效后，通過加鎖或者隊列來控制讀數據庫寫緩存的線程數量。比如對某個key只允許一個線程查詢數據和寫緩存，其他線程等待。

互斥鎖

如果是單機，可以用synchronized或者lock來處理，如果是分布式環境就需要使用分布式鎖。

使用互斥鎖，代碼如下，僅適用redis2.6.1以后支持setnx的版本。在緩存失效的時候(判斷拿出來的值為空)，不是立即去load db，而是先使用redis的setnx操作去set一個mutex key。當操作返回成功時，再進行load db的操作并回設緩存，否則，就重試整個get緩存的方法。

互斥鎖

public String get(key) {
 List<String> resultList = (List<String>)redisTemplate.opsForValue().get(key);
 if(CollectionUtils.isEmpty(resultList)){
 final String mutexKey = key + "_lock";
 boolean isLock = (Boolean) redisTemplate.execute(new RedisCallback() {
 @Override
 public Object doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
 //只在鍵key不存在的情況下，將鍵key的值設置為value,若鍵key已經存在，則 SETNX 命令不做任何動作
 //命令在設置成功時返回 1 ， 設置失敗時返回 0
 return connection.setNX(mutexKey.getBytes(),"1".getBytes());
 }
 });
 if(isLock){
 //設置成1秒過期
 redisTemplate.expire(mutexKey, 1000, TimeUnit.MILLISECONDS);
 resultList = getValueBySql(key);
 redisTemplate.opsForValue().set(key, resultList, 1000, TimeUnit.SECONDS);
 redisTemplate.delete(mutexKey);
 }else{
 //線程休息50毫秒后重試
 Thread.sleep(50);
 retryCount--;
 System.out.println("=====進行重試，當前次數:" + retryCount);
 if(retryCount == 0){
 System.out.println("====這里發郵件或者記錄下獲取不到數據的日志，并為key設置一個空置防止重復獲取");
 List<String> list = Lists.newArrayList("no find");
 redisTemplate.opsForValue().set(key, list, 1000, TimeUnit.SECONDS);
 return list;
 }
 return getCacheSave2(key,retryCount);
 }
 }
 return resultList;
}

2. 設置隨機過期時間

不同的key，設置不同的過期時間，讓緩存失效時間分散開，比如可以在原有的失效時間基礎上增加一個隨機值，比如1-5分鐘隨機，這樣每一個緩存的過期時間的重復率就會降低。

3. 設置二級緩存

做二級緩存，A1為原始緩存，A2為拷貝緩存，A1失效時，可以訪問A2，A1緩存失效時間設置為短期，A2設置為長期

4. “永遠不過期”

“永遠不過期”包含兩層意思：