第五章 缓存相关概念 v1.0

一、缓存示意图

二、缓存穿透

缓存穿透是指查询缓存和数据库中都不存在的数据，导致每次查询都会绕过缓存直接访问数据库，最后返回空结果。

1.示意图

2.解决方案

a.缓存空对象

将查询返回为空的数据也缓存起来。

优点：简单。

缺点：消耗内存，可能存在数据不一致的问题（缓存后数据库添加了新数据造成数据不一致）。

b.布隆过滤器

使用布隆过滤器判断数据是否可能存在。

布隆过滤器误判率：数组越小误判率越大，但数组大可能带来更多的内存消耗。实现方案有 Redisson、Guava。

三、缓存击穿

缓存击穿是指缓存中的某个热点数据过期，在该数据重新载入缓存之前，大量查询请求直接访问数据库。

1.示意图

2.解决方案

a.互斥锁

优点：强一致性；没有额外性能消耗；实现较为简单。

缺点：线程需要等待，性能较差；可能有死锁风险。

b.逻辑过期

优点：高可用，性能优越。

缺点：不保证一致性；有额外内存消耗；实现较为困难。

四、缓存雪崩

缓存雪崩是指大量 key 在同一时刻过期，或者 Redis 直接宕机，导致大量查询请求全部到达数据库。

1.示意图

2.解决方案

a.key的过期时间添加随机值

为 key 过期时间添加随机值以打散过期时间，使它们的失效点尽可能均匀分布。

b.高可用方案部署Redis

哨兵模式、集群模式。

c.降级限流

Nginx 或 Spring Cloud Gateway。

d.多级缓存

Guava 或 Caffeine。