原文出處：https://github.com/doocs/advanced-java/blob/master/docs/high-concurrency/redis-caching-avalanche-and-caching-penetration.md
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面試題
了解什么是 redis 的雪崩、穿透和擊穿？redis 崩潰之后會(huì)怎么樣？系統(tǒng)該如何應(yīng)對(duì)這種情況？如何處理 redis 的穿透？
面試官心理分析
其實(shí)這是問到緩存必問的，因?yàn)榫彺嫜┍篮痛┩?，是緩存最大的兩個(gè)問題，要么不出現(xiàn)，一旦出現(xiàn)就是致命性的問題，所以面試官一定會(huì)問你。
面試題剖析
緩存雪崩
對(duì)于系統(tǒng) A，假設(shè)每天高峰期每秒 5000 個(gè)請(qǐng)求，本來緩存在高峰期可以扛住每秒 4000 個(gè)請(qǐng)求，但是緩存機(jī)器意外發(fā)生了全盤宕機(jī)。緩存掛了，此時(shí) 1 秒 5000 個(gè)請(qǐng)求全部落數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫必然扛不住，它會(huì)報(bào)一下警，然后就掛了。此時(shí)，如果沒有采用什么特別的方案來處理這個(gè)故障，DBA 很著急，重啟數(shù)據(jù)庫，但是數(shù)據(jù)庫立馬又被新的流量給打死了。
這就是緩存雪崩。
大約在 3 年前，國內(nèi)比較知名的一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)公司，曾因?yàn)榫彺媸鹿剩瑢?dǎo)致雪崩，后臺(tái)系統(tǒng)全部崩潰，事故從當(dāng)天下午持續(xù)到晚上凌晨 3~4 點(diǎn)，公司損失了幾千萬。
緩存雪崩的事前事中事后的解決方案如下。
- 事前：redis 高可用，主從+哨兵，redis cluster，避免全盤崩潰。
- 事中：本地 ehcache 緩存 + hystrix 限流&降級(jí)，避免 MySQL 被打死。
- 事后：redis 持久化，一旦重啟，自動(dòng)從磁盤上加載數(shù)據(jù)，快速恢復(fù)緩存數(shù)據(jù)。
用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，系統(tǒng) A 收到請(qǐng)求后，先查本地 ehcache 緩存，如果沒查到再查 redis。如果 ehcache 和 redis 都沒有，再查數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果，寫入 ehcache 和 redis 中。
限流組件，可以設(shè)置每秒的請(qǐng)求，有多少能通過組件，剩余的未通過的請(qǐng)求，怎么辦？走降級(jí)！可以返回一些默認(rèn)的值，或者友情提示，或者空白的值。
好處：
- 數(shù)據(jù)庫絕對(duì)不會(huì)死，限流組件確保了每秒只有多少個(gè)請(qǐng)求能通過。
- 只要數(shù)據(jù)庫不死，就是說，對(duì)用戶來說，2/5 的請(qǐng)求都是可以被處理的。
- 只要有 2/5 的請(qǐng)求可以被處理，就意味著你的系統(tǒng)沒死，對(duì)用戶來說，可能就是點(diǎn)擊幾次刷不出來頁面，但是多點(diǎn)幾次，就可以刷出來一次。
緩存穿透
對(duì)于系統(tǒng)A，假設(shè)一秒 5000 個(gè)請(qǐng)求，結(jié)果其中 4000 個(gè)請(qǐng)求是黑客發(fā)出的惡意攻擊。
黑客發(fā)出的那 4000 個(gè)攻擊，緩存中查不到，每次你去數(shù)據(jù)庫里查，也查不到。
舉個(gè)栗子。數(shù)據(jù)庫 id 是從 1 開始的，結(jié)果黑客發(fā)過來的請(qǐng)求 id 全部都是負(fù)數(shù)。這樣的話，緩存中不會(huì)有，請(qǐng)求每次都“視緩存于無物”，直接查詢數(shù)據(jù)庫。這種惡意攻擊場(chǎng)景的緩存穿透就會(huì)直接把數(shù)據(jù)庫給打死。
解決方式很簡(jiǎn)單，每次系統(tǒng) A 從數(shù)據(jù)庫中只要沒查到，就寫一個(gè)空值到緩存里去，比如 set -999 UNKNOWN。然后設(shè)置一個(gè)過期時(shí)間，這樣的話，下次有相同的 key 來訪問的時(shí)候，在緩存失效之前，都可以直接從緩存中取數(shù)據(jù)。
緩存擊穿
緩存擊穿，就是說某個(gè) key 非常熱點(diǎn)，訪問非常頻繁，處于集中式高并發(fā)訪問的情況，當(dāng)這個(gè) key 在失效的瞬間，大量的請(qǐng)求就擊穿了緩存，直接請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫，就像是在一道屏障上鑿開了一個(gè)洞。
解決方式也很簡(jiǎn)單，可以將熱點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)置為永遠(yuǎn)不過期；或者基于 redis or zookeeper 實(shí)現(xiàn)互斥鎖，等待第一個(gè)請(qǐng)求構(gòu)建完緩存之后，再釋放鎖，進(jìn)而其它請(qǐng)求才能通過該 key 訪問數(shù)據(jù)。
