Redis缓存穿透、击穿、雪崩的发生原因及解决方式

Redis缓存问题的发生原因以及解决方式通常可以分为三种情况：

1. 缓存穿透（Cache Penetration）

原因

客户端查询不存在的数据，导致请求直接到存储层，增加负载甚至导致宕机。可能是由于业务误删除缓存或恶意攻击而导致。

解决方式

a. 缓存空对象：当存储层未命中后，仍将空值存入缓存层，客户端再次访问时直接返回空值。

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b. 布隆过滤器：在访问缓存之前使用布隆过滤器拦截请求，如果数据不存在则直接返回空值。

2. 缓存击穿（Cache Breakdown）

原因

热点数据缓存失效瞬间，大量请求直达存储层，导致服务崩溃。

解决方式

a. 不设置过期时间：对热点数据不设置过期时间，实现“物理”上的永不过期。

b. 逻辑过期时间：为每个数据设置逻辑过期时间，当数据逻辑过期时，使用单独的线程重建缓存。

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c. 互斥锁：对数据访问加互斥锁，一个线程访问数据时，其他线程等待，访问后重建缓存，其他线程可以直接从缓存中取值。

3. 缓存雪崩（Cache Avalanche）

原因

缓存中大量数据同时过期或Redis节点故障，导致所有请求直达存储层，可能导致数据库宕机。

解决方式

a. 随机过期时间：在设置过期时间时附加一个随机数，避免大量键同时过期。

b. 降级和熔断：发生雪崩时，若访问的不是核心数据，可以直接返回预定义信息/空值/错误信息，或者对于缓存接口的请求直接返回，不访问Redis。

c. 高可用的Redis服务：部署多个Redis实例，使用哨兵或集群模式，即使某个节点宕机，服务仍然保持可用。

这些解决方式可以根据具体情况选择和组合，以确保缓存系统的可靠性和性能。

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