Java高频面试题：Redis里什么是缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩？

大家好，我是锋哥。今天分享关于【Java高频面试题：Redis里什么是缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩？】面试题。希望对大家有帮助；

Java高频面试题：Redis里什么是缓存击穿、缓存穿透、缓存雪崩？

在 Redis 或其他缓存系统中，缓存击穿、缓存穿透和缓存雪崩是常见的缓存问题，它们的发生可能导致缓存系统的性能下降或数据一致性问题。下面是对这三个问题的解释及其区别：

1.缓存击穿(Cache Breakdown)

定义：缓存击穿指的是某些热点数据的缓存失效后，访问这些数据的请求都会穿透缓存，直接访问数据库，导致数据库压力剧增。

原因：通常是缓存中的某些数据在特定时间失效（比如：热点数据缓存过期），同时有大量的请求同时访问该数据，导致缓存未命中，所有请求都去访问数据库，造成数据库压力过大。

解决办法：

• 加锁：对于热点数据的缓存失效，可以在第一次查询时加锁，只有第一个请求去查询数据库并更新缓存，其他请求等待第一个请求完成，避免多次查询数据库。
• 使用互斥锁（分布式锁）：通过分布式锁（如 Redis 的SETNX）来确保只有一个请求去更新缓存。

举个例子： 假设某个电商网站的首页数据是热点数据，很多用户访问时都会查询这个数据。如果缓存突然失效，所有用户的请求都会去查询数据库，这时数据库的压力就会突然增大。

2.缓存穿透(Cache Penetration)

定义：缓存穿透指的是请求的数据既不在缓存中，也不在数据库中，导致每次请求都需要查询数据库，绕过缓存，最终查询不到数据但仍然访问了数据库。

原因：通常是因为客户端请求了一个根本不存在的数据（如错误的 ID 或参数），这个数据即不存在于缓存中，也不存在于数据库中。每次请求都会直接穿透缓存，查询数据库。

解决办法：

• 参数校验：在业务层面，增加对请求参数的校验，避免不合法的请求进入系统。
• 空值缓存：对于查询不到的数据，可以在缓存中存储一个空值（比如NULL），以避免同样的请求多次穿透到数据库。通常会设置一个较短的过期时间，避免缓存被空数据占用。

举个例子： 用户请求一个不存在的商品 ID123456，这个商品 ID 不存在于缓存中，也不在数据库中，导致每次请求都查询数据库并返回空结果。

3.缓存雪崩(Cache Avalanche)

定义：缓存雪崩指的是大量缓存同时过期或失效，导致大量请求同时穿透缓存，进而访问数据库，造成数据库压力激增甚至宕机。

原因：通常是在缓存的失效时间设置不合理，导致大量缓存数据在相同时间过期，这时候大量请求直接访问数据库，造成数据库瞬时高负载，可能导致系统崩溃。

解决办法：

• 设置缓存过期时间的随机性：避免缓存数据在同一时刻过期，可以通过设置不同的过期时间来避免缓存集中失效。
• 使用延迟加载：对于一些数据，可以使用“延迟加载”策略，即当缓存失效时，不立即查询数据库，而是延迟一定时间再查询数据库，这样可以避免瞬时的流量冲击。
• 缓存预热：通过提前将热点数据加载到缓存中，避免用户访问时才发现缓存没有数据。

举个例子： 假设一个电商平台的所有商品信息缓存都在同一时刻过期，随后大量用户访问商品信息时，所有请求都穿透缓存，导致数据库瞬间承受巨大的访问压力，甚至崩溃。

总结对比

了解这些问题的原因和解决办法，可以有效避免缓存系统的性能问题，提高系统的稳定性和响应能力。