什么是 redis 的雪崩、穿透和击穿？

出处： 什么是 redis 的雪崩、穿透和击穿？

　　关于Redis雪崩，穿透，击穿的问题，第一次接触名字有点陌生，听上去还比较相似，难以理解，过去做的很多项目中也都是用过Redis，但是第一次听到这几个关于Redis的坑还是一脸懵逼，直到这些坑真正显灵的时候才彻底意识到搞明白。

　　第一次线上遇到 Redis 雪崩的时候我是维护某电影线上平台（某首富家的）国内某电影平台，因为系统架构老旧，每年大年初一贺岁档电影上映，购票人达到高峰，系统就会发生因缓存失效问题导致的出票故障，当时底层是用的oracle小型机，依旧扛不住。大年初一，所有同事打开电脑被迫营业，关于缓存失效引起的类似问题，坚决要扼杀，对用户友好，对程序员友好,对老板也友好。

1.面试官：关于Redis雪崩，穿透，击穿你是怎么理解的？

Redis 雪崩：

　　雪崩就是指缓存中大批量热点数据过期后系统涌入大量查询请求，因为大部分数据在Redis层已经失效，请求渗透到数据库层，大批量请求犹如洪水一般涌入，引起数据库压力造成查询堵塞甚至宕机。

解决办法：

1. 将缓存失效时间分散开，比如每个key的过期时间是随机，防止同一时间大量数据过期现象发生，这样不会出现同一时间全部请求都落在数据库层，如果缓存数据库是分布式部署，将热点数据均匀分布在不同Redis和数据库中，有效分担压力，别一个人扛。
2. 简单粗暴，让Redis数据永不过期（如果业务准许，比如不用更新的名单类）。当然，如果业务数据准许的情况下可以，比如中奖名单用户，每期用户开奖后，名单不可能会变了，无需更新。

面试题

　　了解什么是 redis 的雪崩、穿透和击穿？redis 崩溃之后会怎么样？系统该如何应对这种情况？如何处理 redis 的穿透？

面试官心理分析

　　其实这是问到缓存必问的，因为缓存雪崩和穿透，是缓存最大的两个问题，要么不出现，一旦出现就是致命性的问题，所以面试官一定会问你。

面试题剖析

缓存雪崩

　　对于系统 A，假设每天高峰期每秒 5000 个请求，本来缓存在高峰期可以扛住每秒 4000 个请求，但是缓存机器意外发生了全盘宕机。缓存挂了，此时 1 秒 5000 个请求全部落数据库，数据库必然扛不住，它会报一下警，然后就挂了。此时，如果没有采用什么特别的方案来处理这个故障，DBA 很着急，重启数据库，但是数据库立马又被新的流量给打死了。

　　这就是缓存雪崩。

　　大约在 3 年前，国内比较知名的一个互联网公司，曾因为缓存事故，导致雪崩，后台系统全部崩溃，事故从当天下午持续到晚上凌晨 3~4 点，公司损失了几千万。

　　缓存雪崩的事前事中事后的解决方案如下。 - 事前：redis 高可用，主从+哨兵，redis cluster，避免全盘崩溃。 - 事中：本地 ehcache 缓存 + hystrix 限流&降级，避免 MySQL 被打死。 - 事后：redis 持久化，一旦重启，自动从磁盘上加载数据，快速恢复缓存数据。

 

 

　　用户发送一个请求，系统 A 收到请求后，先查本地 ehcache 缓存，如果没查到再查 redis。如果 ehcache 和 redis 都没有，再查数据库，将数据库中的结果，写入 ehcache 和 redis 中。

　　限流组件，可以设置每秒的请求，有多少能通过组件，剩余的未通过的请求，怎么办？走降级！可以返回一些默认的值，或者友情提示，或者空白的值。

　　好处： - 数据库绝对不会死，限流组件确保了每秒只有多少个请求能通过。 - 只要数据库不死，就是说，对用户来说，2/5 的请求都是可以被处理的。 - 只要有 2/5 的请求可以被处理，就意味着你的系统没死，对用户来说，可能就是点击几次刷不出来页面，但是多点几次，就可以刷出来一次。

缓存穿透

　　对于系统A，假设一秒 5000 个请求，结果其中 4000 个请求是黑客发出的恶意攻击。

　　黑客发出的那 4000 个攻击，缓存中查不到，每次你去数据库里查，也查不到。

　　举个栗子。数据库 id 是从 1 开始的，结果黑客发过来的请求 id 全部都是负数。这样的话，缓存中不会有，请求每次都“视缓存于无物”，直接查询数据库。这种恶意攻击场景的缓存穿透就会直接把数据库给打死。

　　解决方式很简单，每次系统 A 从数据库中只要没查到，就写一个空值到缓存里去，比如 set -999 UNKNOWN。然后设置一个过期时间，这样的话，下次有相同的 key 来访问的时候，在缓存失效之前，都可以直接从缓存中取数据。

缓存击穿

　　缓存击穿，就是说某个 key 非常热点，访问非常频繁，处于集中式高并发访问的情况，当这个 key 在失效的瞬间，大量的请求就击穿了缓存，直接请求数据库，就像是在一道屏障上凿开了一个洞。

　　解决方式也很简单，可以将热点数据设置为永远不过期；或者基于 redis or zookeeper 实现互斥锁，等待第一个请求构建完缓存之后，再释放锁，进而其它请求才能通过该 key 访问数据。

public String get(key) {
    String value = redis.get(key);
    if (value == null) { //代表缓存值过期
        //设置3min的超时，防止del操作失败的时候，下次缓存过期一直不能load db
        if (redis.setnx(key_mutex, 1, 3 * 60) == 1) {  //代表设置成功
            value = db.get(key);
            redis.set(key, value, expire_secs);
            redis.del(key_mutex);
        } else {  //这个时候代表同时候的其他线程已经load db并回设到缓存了，这时候重试获取缓存值即可
            sleep(50);
            get(key);  //重试
        }
    else {
        return value;      
    }
}