Redis缓存中的雪崩、击穿和穿透
Redis作为缓存中间件使用时，会存在三种缓存失效导致的异常情况，分别时雪崩、击穿和穿透。
- Redis雪崩是指Redis故障，或者大量缓存同时失效的场景，大量缓存同时失效后，会导致本应访问缓存的请求直接访问数据库，导致数据库压力突增。解决方法如下：
大量缓存同时失效：
- 发生雪崩的原因时大量缓存同时失效，那么解决方法之一就是不使缓存同时失效，也就是为缓存设置不同的过期时间。
- 使用互斥锁可以解决此问题，当雪崩发生时，使用互斥锁保证只有一个请求可以访问到数据库，这个请求从数据库中获取到数据后，返回请求并且将数据加入到缓存中，后续的请求可以直接访问新加载的缓存，避免数据库接收到大量请求。
- 使用分级缓存，同时使用分布式缓存和本地缓存，请求优先访问本地缓存，如果获取不到数据，再去远程分布式缓存数据库获取数据，如果分布式数据库没有数据，再去数据库获取数据，读取到数据后分别同步到本地和远程缓存。
- 使用缓存预热，在系统刚启动时加载部分数据到缓存中，避免系统刚启动时缓存中没有数据导致的雪崩。
Redis故障：
- 服务熔断：暂停业务的返回数据，直接返回错误。
- 构建集群：构建多个Redis集群保证高可用。
- Redis击穿是指某一个热点缓存失效，导致对于该缓存的大量请求直接访问数据，使得数据库压力增大。Redis击穿可以认为是雪崩的子集，所以可以使用雪崩中的部分解决方法：
- 加互斥锁，使用互斥锁保证只有一个访问抵达数据库且构建缓存，后续请求直接访问第一个请求构建好的缓存，避免此发生击穿现象。
- 热点数据永不过期，不给热点数据设置过期时间，避免过期失效。
- Redis穿透，是指攻击者使用一个数据库中不存在的数据访问数据库，因为数据库中不存在，Redis缓存中自然也不存在，请求会直接发送到数据库，且因为数据库中不存在该数据，导致请求第一次发送到数据库时，不会加载到缓存中，导致每次该请求都会打到数据库上，造成数据库压力增大甚至宕机。解决方法如下：
- 将攻击者ip加入访问黑名单，从源头避免访问，但是只能在攻击发生后处理，无法预知攻击者ip
- 另一种有效的方式是，将数据库不存在的数据也加入到缓存中，如空值等，且设置较短的访问时间（为什么？）
- 使用布隆过滤器，请求抵达时，先使用布隆过滤器快速判断数据是否存在，不存在直接返回，如果数据存在则允许访问缓存和数据库，直到获取到数据后返回。
