缓存三兄弟

缓存穿透

缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，当请求大量不存在的数据时，就会导致数据库压力过大，甚至崩溃。

解决方案

1. 布隆过滤器：布隆过滤器是一种数据结构，用于判断一个元素是否在一个集合中。它可以在O(1)的时间复杂度内完成判断，但是有一定的误判率。我们可以将所有可能存在的数据放入布隆过滤器中，当用户请求的数据不存在时，直接返回空，避免请求到达数据库。
2. 缓存空值：当用户请求的数据不存在时，我们可以将空值存入缓存中，并设置一个较短的过期时间，比如5分钟。这样，当用户再次请求该数据时，可以直接从缓存中获取空值，而无需请求数据库。
3. 参数校验：在用户请求之前，我们可以对请求参数进行校验，比如检查参数是否合法、参数是否在合理范围内等。如果参数不合法，可以直接返回错误信息，避免请求到达数据库。

缓存雪崩

缓存雪崩是指缓存中大量数据同时过期或Reids服务宕机，导致大量请求直接到达数据库，导致数据库压力过大，甚至崩溃。

解决方案

1. 设置不同的过期时间：为了避免缓存雪崩，我们可以为每个缓存的过期时间设置一个随机值，这样就可以避免大量数据同时过期。
2. 使用Redis集群：使用Redis集群可以提高Redis的可用性和容错能力，避免单点故障导致的缓存雪崩。
3. 预热缓存：在系统上线之前，我们可以提前将热点数据加载到缓存中，这样就可以避免系统上线后大量请求直接到达数据库。
4. 限流和熔断：当系统出现大量请求时，我们可以使用限流和熔断机制，限制请求的速率，避免数据库压力过大。

缓存击穿

缓存击穿是指缓存中某个热点数据过期并且缓存重建业务耗时，导致大量请求直接到达数据库，导致数据库压力过大，甚至崩溃。

解决方案

1. 互斥锁：当某个热点数据过期时，我们可以使用互斥锁来保证只有一个线程可以访问数据库，其他线程需要等待，直到数据被加载到缓存中。
2. 逻辑过期策略：逻辑过期策略我们需要先对缓存进行预热，我们可以将过期时间设置为一个逻辑时间，比如当前时间加上一个随机值，当数据过期时，我们可以先从缓存中获取数据，如果数据没有过期，则直接返回，如果数据过期了，则尝试加锁，加锁成功后，再开启一个线程从数据库中获取数据，并将数据加载到缓存中。其他线程在等待加锁的过程中，可以直接返回旧数据。

总结

缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿是Redis中常见的三个问题，它们都会导致数据库压力过大，甚至崩溃。为了避免这些问题，我们可以采取以下措施：

1. 缓存穿透：使用布隆过滤器、缓存空值或参数校验来避免大量请求直接到达数据库。
2. 缓存雪崩：设置不同的过期时间、使用Redis集群、预热缓存和限流熔断来避免大量请求直接到达数据库。
3. 缓存击穿：使用互斥锁或逻辑过期策略来保证只有一个线程可以访问数据库，其他线程需要等待，直到数据被加载到缓存中。