一、快取雪崩

快取雪崩我們可以簡單的理解為：由於原有快取失效，新快取未到期間(例如：我們設定快取時採用了相同的過期時間，在同一時刻出現大面積的快取過期)，所有原本應該訪問快取的請求都去查詢資料庫了，而對資料庫CPU和記憶體造成巨大壓力，嚴重的會造成資料庫宕機。從而形成一系列連鎖反應，造成整個系統崩潰。

快取正常從Redis中獲取，示意圖如下：

快取失效瞬間示意圖如下：

快取雪崩的解決方案：

（1）碰到這種情況，一般併發量不是特別多的時候，使用最多的解決方案是加鎖排隊，虛擬碼如下：

加鎖排隊只是為了減輕資料庫的壓力，並沒有提高系統吞吐量。假設在高併發下，快取重建期間key是鎖著的，這是過來1000個請求999個都在阻塞的。同樣會導致使用者等待超時，這是個治標不治本的方法！

注意：加鎖排隊的解決方式分散式環境的併發問題，有可能還要解決分散式鎖的問題；執行緒還會被阻塞，使用者體驗很差！因此，在真正的高併發場景下很少使用！

（2）給每一個快取資料增加相應的快取標記，記錄快取的是否失效，如果快取標記失效，則更新資料快取，例項虛擬碼如下：

解釋說明：

1、快取標記：記錄快取資料是否過期，如果過期會觸發通知另外的執行緒在後臺去更新實際key的快取；

2、快取資料：它的過期時間比快取標記的時間延長1倍，例：標記快取時間30分鐘，資料快取設定為60分鐘。 這樣，當快取標記key過期後，實際快取還能把舊資料返回給呼叫端，直到另外的執行緒在後臺更新完成後，才會返回新快取。

關於快取崩潰的解決方法，這裡提出了三種方案：使用鎖或佇列、設定過期標誌更新快取、為key設定不同的快取失效時間，還有一各被稱為“二級快取”的解決方法，有興趣的讀者可以自行研究。

二、快取穿透

快取穿透是指使用者查詢資料，在資料庫沒有，自然在快取中也不會有。這樣就導致使用者查詢的時候，在快取中找不到，每次都要去資料庫再查詢一遍，然後返回空（相當於進行了兩次無用的查詢）。這樣請求就繞過快取直接查資料庫，這也是經常提的快取命中率問題。

 快取穿透解決方案：

（1）採用布隆過濾器，將所有可能存在的資料雜湊到一個足夠大的bitmap中，一個一定不存在的資料會被這個bitmap攔截掉，從而避免了對底層儲存系統的查詢壓力。

（2）如果一個查詢返回的資料為空（不管是資料不存在，還是系統故障），我們仍然把這個空結果進行快取，但它的過期時間會很短，最長不超過五分鐘。通過這個直接設定的預設值存放到快取，這樣第二次到快取中獲取就有值了，而不會繼續訪問資料庫，這種辦法最簡單粗暴！

 把空結果也給快取起來，這樣下次同樣的請求就可以直接返回空了，即可以避免當查詢的值為空時引起的快取穿透。同時也可以單獨設定個快取區域儲存空值，對要查詢的key進行預先校驗，然後再放行給後面的正常快取處理邏輯。

 三、快取預熱

 快取預熱就是系統上線後，提前將相關的快取資料直接載入到快取系統。避免在使用者請求的時候，先查詢資料庫，然後再將資料快取的問題！使用者直接查詢事先被預熱的快取資料！

 快取預熱解決方案：

（1）直接寫個快取重新整理頁面，上線時手工操作下；

（2）資料量不大，可以在專案啟動的時候自動進行載入；

（3）定時重新整理快取；

四、快取更新

除了快取伺服器自帶的快取失效策略之外（Redis預設的有6中策略可供選擇），我們還可以根據具體的業務需求進行自定義的快取淘汰，常見的策略有兩種：

（1）定時去清理過期的快取；

（2）當有使用者請求過來時，再判斷這個請求所用到的快取是否過期，過期的話就去底層系統得到新資料並更新快取。

兩者各有優劣，第一種的缺點是維護大量快取的key是比較麻煩的，第二種的缺點就是每次使用者請求過來都要判斷快取失效，邏輯相對比較複雜！具體用哪種方案，大家可以根據自己的應用場景來權衡。

五、快取降級

當訪問量劇增、服務出現問題（如響應時間慢或不響應）或非核心服務影響到核心流程的效能時，仍然需要保證服務還是可用的，即使是有損服務。系統可以根據一些關鍵資料進行自動降級，也可以配置開關實現人工降級。

降級的最終目的是保證核心服務可用，即使是有損的。而且有些服務是無法降級的（如加入購物車、結算）。

在進行降級之前要對系統進行梳理，看看系統是不是可以丟卒保帥；從而梳理出哪些必須誓死保護，哪些可降級；比如可以參考日誌級別設定預案：

（1）一般：比如有些服務偶爾因為網路抖動或者服務正在上線而超時，可以自動降級；

（2）警告：有些服務在一段時間內成功率有波動（如在95~100%之間），可以自動降級或人工降級，併發送告警；

（3）錯誤：比如可用率低於90%，或者資料庫連線池被打爆了，或者訪問量突然猛增到系統能承受的最大閥值，此時可以根據情況自動降級或者人工降級；

（4）嚴重錯誤：比如因為特殊原因資料錯誤了，此時需要緊急人工降級。

參考資料：

http://m.toutiao11.com/group/6533812974807679495/?iid=7163591049&app=news_article&timestamp=1521327601&tt_from=mobile_qq&utm_source=mobile_qq&utm_medium=toutiao_ios&utm_campaign=client_share