快取穿透

1.定義

• 快取穿透是指查詢一個根本不存在的資料，快取層和儲存層都不會命中，

• 快取穿透將導致不存在的資料每次請求都要到儲存層去查詢，失去了快取保護後端儲存的意義。

2.造成快取穿透的原因

• 業務自身程式碼或者資料出現問題

• 一些惡意攻擊、爬蟲等造成大量空命中

3.解決方法

• 快取空物件

  • 空值做快取，即快取層中存了更多的鍵，這就需要更多的記憶體空間 ，可以對其設定一個較短的過期時間，讓其自動清除。
  • 優點是實時性高，程式碼維護簡單。

• 布隆過濾器攔截

  • 如果布隆過濾器認為某個鍵 不存在，那麼就不會訪問儲存層。
  • 適用於資料命中不高，資料相對固定實時性低（通常是資料集較大）的應用場景，程式碼維護較為複雜，但是快取空間佔用少。

快取雪崩

1.定義

由於快取層承載著大量請求，有效的保護了儲存層，但是如果快取層由於某些原因整體不能提供服務，於是所有的請求都會達到儲存層，儲存層的呼叫量會暴增，造成儲存層也會掛掉的情況

2.解決方法

• 保證快取層服務高可用性
  例如Redis Sentinel 和 Redis Cluster 都實現了高可用。

• 賴隔離元件為後端限流並降級
  對重要的資源 ( 如 Redis、 MySQL、 Hbase、外部介面 ) 都進行隔離，讓每種資源都單獨執行在自己的執行緒池中。
  而Hystrix 是解決依賴隔離的利器

熱點 key 的重建

1.熱點key需要重建的原因

• 當前 key 是一個熱點 key( 例如一個熱門的娛樂新聞），併發量非常大。

• 重建快取不能在短時間完成，可能是一個複雜計算，例如複雜的 SQL、多次 IO、多個依賴等。

2.解決思路

• 減少重建快取的次數

• 資料儘可能一致

• 較少的潛在危險

3.解決方法

• 互斥鎖 (mutex key)
  只允許一個執行緒重建快取，其他執行緒等待重建快取的執行緒執行完，重新從快取獲取資料即可
  可使用 Redis 的 setnx 命令實現該功能。

• 永遠不過期
  物理”不過期：沒有設定過期時間，所以不會出現熱點 key 過期後產生的問題。
  為每個 value 設定一個邏輯過期時間，當發現超過邏輯過期時間後，會使用單獨的執行緒去構建快取。

本人才疏學淺，若有錯，請指出，謝謝！
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衷心的感謝您能耐心的讀完本篇博文！

參考書籍：《Redis開發與運維》—付磊，張益軍