在互聯(lián)網(wǎng)時代，大流量、海量數(shù)據(jù)、高并發(fā)是每個企業(yè)都渴望又害怕的名詞，渴望是因為它們代表著提供的服務(wù)用戶愿意買單、有價值；害怕是因為一旦用戶全上來了，系統(tǒng)不能正常為用戶提供服務(wù)，讓用戶失望，最終選擇離開。僅靠著超高配置的服務(wù)器資源，還是很難支撐高并發(fā)的場景。因此我們需要緩存。
緩存在計算機的世界里無處不在，在CPU中有一級二級三級緩存，在Linux操作心態(tài)中有TLB加速虛擬地址和物理地址的轉(zhuǎn)化，在應用服務(wù)中有redis數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)緩存，在瀏覽器或app中有本地緩存。可以說緩存是非常重要了，有了它，整個世界仿佛都變美好了，刷網(wǎng)頁很快就有數(shù)據(jù)的返回，再也不用一直苦苦等待了。
通過一個簡單的例子來看看緩存是什么？我們知道數(shù)據(jù)都是存儲在數(shù)據(jù)庫里的，而數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)一般都存儲在磁盤上。當用戶請求從前端過來時，如果直接去訪問獲取磁盤的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，就會非常慢。如果有了緩存，在用戶請求到達之后，業(yè)務(wù)線程就會先訪問緩存，如果緩存命中就直接返回用戶，如果沒有命中，則繼續(xù)請求磁盤數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，獲取后返回用戶，同時將磁盤獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果回寫到緩存系統(tǒng)，為下次請求做好準備。
可是這么強大的緩存系統(tǒng)，其實也存在很多問題呢，那便是緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透。不過也不要害怕，有問題就有解法，我們慢慢的往下看。
所謂緩存雪崩，指的是緩存數(shù)據(jù)同一時間大量失效，所有的請求全打到數(shù)據(jù)庫，導致數(shù)據(jù)庫在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時候，用戶都會打開淘寶買東西，有的人是真的有需要買的，有的人就是湊個熱鬧，不管怎么樣，這時候首頁的壓力就非常大了，為了滿足所有用戶都可以訪問到數(shù)據(jù)，阿里的程序員們將首頁數(shù)據(jù)緩存到redis里，并設(shè)置redis失效時間是12小時。我們知道redis是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，那訪問速度，杠杠的啊。數(shù)據(jù)緩存后用戶們買的很開心，程序員們也很開心，系統(tǒng)都還好著呢…..慢慢的12個小時過去了，用戶購物的熱情不減啊，還是大量的用戶請求在過來，然而首頁redis緩存的數(shù)據(jù)全失效了，這時候redis里沒有數(shù)據(jù)了，用戶請求直接撲向數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫哪能扛的住啊，直接垮掉。
應對緩存雪崩，我們也有一些辦法，比如隨機設(shè)置key的失效時間，避免大量的key同時失效，比如不要設(shè)置過期時間或把過期時間設(shè)置的很長，再比如運行定時任務(wù)，隨時監(jiān)控緩存情況，在失效前刷新進新的緩存。
所謂緩存穿透，指的是緩存中沒有緩存到該數(shù)據(jù)，從而導致請求直接到達數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時候，有黑客經(jīng)過多次攻擊測試發(fā)現(xiàn)混沌炸雞（假設(shè)商品ID為-1）這個商品在網(wǎng)站上沒有，于是便寫了一個腳本，大量的去請求這個商品，redis緩存一看我只有炸雞商品，不滿足需求啊，于是就放到數(shù)據(jù)庫那里了，所有的請求全放給數(shù)據(jù)庫了，數(shù)據(jù)庫說我也沒有啊，但還是不斷的被接受輪詢，結(jié)果直接垮掉。
應對緩存穿透，我們也有一些辦法，比如對于某些不存在的數(shù)據(jù)緩存在redis時設(shè)置為null，比如對請求參數(shù)進行校驗，不合法的直接攔截，比如增加安全防護，定期掃描，有發(fā)現(xiàn)不正常的數(shù)據(jù)直接將該請求的IP地址加入黑名單。
所謂緩存擊穿，指的是緩存的熱點數(shù)據(jù)突然失效導致大量的請求都去訪問數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫扛不住壓力，直接掛掉。比如雙十一的時候，iPhone12在凌晨00:00-01:00可1分錢搶購，哇，這個可是真便宜呢，程序員們也預測到了商品的火爆，于是將iPhone12的商品信息緩存到redis中，設(shè)置了1小時過期。iPhone12是新推出的商品，引起了一億人的關(guān)注，男女老少全都蜂擁而至，只為了搶購一個iPhone，到了59分的時候，突然iPhone12在redis的數(shù)據(jù)過期了，這時候大量的請求都到了數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫直接垮掉了。
應對緩存擊穿，我們也有一些辦法，比如設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永不過期，比如給數(shù)據(jù)加鎖，當有線程請求不到數(shù)據(jù)時，其它的用戶線程也無法請求數(shù)據(jù)，直到第一個線程拿到數(shù)據(jù)后，去redis緩存起來，其它的線程仍然走緩存拿數(shù)據(jù)，比如服務(wù)降級，直接返回“商品太火爆了，系統(tǒng)暫時休息會兒”。
通過本文的介紹，相信你對緩存、緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透也有了對應的了解了吧。當你所在的業(yè)務(wù)因為高并發(fā)、大數(shù)據(jù)量準備啟用緩存策略時，對于緩存可能帶來的雪崩、擊穿、穿透問題要做好防護措施，這樣大家都可以開開心心的玩耍了！
