Redis缓存经常会涉及到：缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿等问题，下面详解常见的Redis缓存问题@mikechen
缓存雪崩
Redis缓存雪崩是指在某一个时间段，大量的缓存数据同时过期或者失效，导致缓存服务器无法承受所有请求的情况。
这种情况下，大量的请求会打到数据库上，从而导致数据库崩溃或者瘫痪，甚至会影响整个系统的稳定性和可用性。
如下图所示：
数据未加载到缓存中，或者缓存同一时间大面积的失效，从而导致所有请求都去查数据库，导致数据库CPU和内存负载过高，甚至宕机。
造成缓存雪崩的原因有很多，比如：
1. 缓存大面积失效。例如，缓存数据设置了相同的过期时间，导致在同一时刻失效。
2. 缓存数据不均匀分布。例如，某些数据集中在某几个键上，这些键过期后，大量的请求就会打到数据库，彼此之间会互相竞争，使得数据库负载不断增加，出现阻塞甚至崩溃的情况。
3. 数据库崩溃。当数据库崩溃后，整个系统的请求都会打到缓存服务器上，如果缓存服务器无法处理这些请求，就会出现缓存雪崩的情况。
为了避免Redis缓存雪崩，可以采取以下措施：
1. 尽量避免缓存数据同时失效
可以将缓存数据的过期时间随机设置，或者采用懒加载的方式，当缓存数据失效时再去数据库中重新加载。
2. 均匀分布缓存数据
可以将缓存数据尽量均匀地分布在不同的键上，避免某些数据集中在某几个键上，导致大量请求打到数据库上。
3. 设置自动降级和熔断机制
当缓存服务器无法承受大量请求时，可以设置自动降级和熔断机制，例如返回错误码或者暂时停止接收请求，以减少数据库的负载。
4. 加入高可用机制
可以采用Redis集群或者主从复制的方式，确保Redis缓存服务器的高可用性，避免因为单点故障而导致整个系统不可用。
缓存穿透
缓存穿透是指查询一个一不存在的数据，如下图所示：
例如：从缓存redis没有命中，需要从mysql数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。
缓存穿透解决思路：
如果查询数据库也为空，直接设置一个默认值存放到缓存，这样第二次到缓冲中获取就有值了，而不会继续访问数据库。
设置一个过期时间或者当有值的时候将缓存中的值替换掉即可。
可以给key设置一些格式规则，然后查询之前先过滤掉不符合规则的Key。
缓存击穿
Redis缓存击穿是指当某个热点key过期或者是从未被缓存过，同时又有大量并发请求访问该key时，这些请求会导致数据库过载，从而影响整个系统的稳定性和可用性。
如下图所示：
造成Redis缓存击穿的原因主要包括以下几点：
- 热点数据失效。热点数据是指网站中一些频繁访问的数据，当这些数据在缓存中被删除或者过期时，就会导致大量的请求打到数据库上，从而引起缓存击穿现象。
- 动态ID查询。一些网站中使用自增ID等方式生成唯一标识符，此类ID在缓存中不存在，若并发量极大且批量获取这些ID时容易造成缓存击穿。
- 缓存穿透攻击。恶意用户可能会故意访问某些不存在的key，从而导致缓存服务器和数据库进行不必要的查询操作。
造成Redis缓存击穿的原因主要包括以下几点：
- 热点数据失效。热点数据是指网站中一些频繁访问的数据，当这些数据在缓存中被删除或者过期时，就会导致大量的请求打到数据库上，从而引起缓存击穿现象。
- 动态ID查询。一些网站中使用自增ID等方式生成唯一标识符，此类ID在缓存中不存在，若并发量极大且批量获取这些ID时容易造成缓存击穿。
- 缓存穿透攻击。恶意用户可能会故意访问某些不存在的key，从而导致缓存服务器和数据库进行不必要的查询操作。
缓存并发
这里的并发指的是多个redis的client同时set key引起的并发问题。
可以将多个client并发操作，按照先到先执行的原则，先到的先执行，其余的阻塞。
当然，另外的解决方案是把redis.set操作放在队列中使其串行化，必须的一个一个执行。
缓存预热
缓存预热是指在系统上线后，提前将相关的缓存数据直接加载到缓存系统，避免在用户请求的时候，先查询数据库，然后再将数据缓存的问题。
有了缓存预热后，系统刚上线用户也可以直接查询实现被预热的缓存数据。
缓存预热的解决方案：
- 直接写个缓存刷新页面，上线时手工操作下。
- 数据量不大，可以在项目启动的时候自动进行加载。
- 定时刷新缓存。
以上就是Redis缓存详解，主要谈到了雪崩、预热、降级等的介绍。
陈睿mikechen
10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。
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