在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大流量、海量數(shù)據(jù)、高并發(fā)是每個(gè)企業(yè)都渴望又害怕的名詞，渴望是因?yàn)樗鼈兇碇峁┑姆⻊?wù)用戶愿意買單、有價(jià)值；害怕是因?yàn)橐坏┯脩羧蟻?lái)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(chǎng)景。因此我們需要緩存。
緩存在計(jì)算機(jī)的世界里無(wú)處不在，在CPU中有一級(jí)二級(jí)三級(jí)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(yīng)用服務(wù)中有redis數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存，在瀏覽器或app中有本地緩存。可以說(shuō)緩存是非常重要了，有了它，整個(gè)世界仿佛都變美好了，刷網(wǎng)頁(yè)很快就有數(shù)據(jù)的返回，再也不用一直苦苦等待了。
通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)看看緩存是什么？我們知道數(shù)據(jù)都是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里的，而數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)一般都存儲(chǔ)在磁盤上。當(dāng)用戶請(qǐng)求從前端過(guò)來(lái)時(shí)，如果直接去訪問(wèn)獲取磁盤的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，就會(huì)非常慢。如果有了緩存，在用戶請(qǐng)求到達(dá)之后，業(yè)務(wù)線程就會(huì)先訪問(wèn)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(qǐng)求磁盤數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)，獲取后返回用戶，同時(shí)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(qǐng)求做好準(zhǔn)備。
可是這么強(qiáng)大的緩存系統(tǒng)，其實(shí)也存在很多問(wèn)題呢，那便是緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透。不過(guò)也不要害怕，有問(wèn)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(shí)間大量失效，所有的請(qǐng)求全打到數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時(shí)候，用戶都會(huì)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(gè)熱鬧，不管怎么樣，這時(shí)候首頁(yè)的壓力就非常大了，為了滿足所有用戶都可以訪問(wèn)到數(shù)據(jù)，阿里的程序員們將首頁(yè)數(shù)據(jù)緩存到redis里，并設(shè)置redis失效時(shí)間是12小時(shí)。我們知道redis是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，那訪問(wèn)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(gè)小時(shí)過(guò)去了，用戶購(gòu)物的熱情不減啊，還是大量的用戶請(qǐng)求在過(guò)來(lái)，然而首頁(yè)redis緩存的數(shù)據(jù)全失效了，這時(shí)候redis里沒有數(shù)據(jù)了，用戶請(qǐng)求直接撲向數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)哪能扛的住啊，直接垮掉。
應(yīng)對(duì)緩存雪崩，我們也有一些辦法，比如隨機(jī)設(shè)置key的失效時(shí)間，避免大量的key同時(shí)失效，比如不要設(shè)置過(guò)期時(shí)間或把過(guò)期時(shí)間設(shè)置的很長(zhǎng)，再比如運(yùn)行定時(shí)任務(wù)，隨時(shí)監(jiān)控緩存情況，在失效前刷新進(jìn)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(dǎo)致請(qǐng)求直接到達(dá)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時(shí)候，有黑客經(jīng)過(guò)多次攻擊測(cè)試發(fā)現(xiàn)混沌炸雞（假設(shè)商品ID為-1）這個(gè)商品在網(wǎng)站上沒有，于是便寫了一個(gè)腳本，大量的去請(qǐng)求這個(gè)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(kù)那里了，所有的請(qǐng)求全放給數(shù)據(jù)庫(kù)了，數(shù)據(jù)庫(kù)說(shuō)我也沒有啊，但還是不斷的被接受輪詢，結(jié)果直接垮掉。
應(yīng)對(duì)緩存穿透，我們也有一些辦法，比如對(duì)于某些不存在的數(shù)據(jù)緩存在redis時(shí)設(shè)置為null，比如對(duì)請(qǐng)求參數(shù)進(jìn)行校驗(yàn)，不合法的直接攔截，比如增加安全防護(hù)，定期掃描，有發(fā)現(xiàn)不正常的數(shù)據(jù)直接將該請(qǐng)求的IP地址加入黑名單。
所謂緩存擊穿，指的是緩存的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)突然失效導(dǎo)致大量的請(qǐng)求都去訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)扛不住壓力，直接掛掉。比如雙十一的時(shí)候，iPhone12在凌晨00:00-01:00可1分錢搶購(gòu)，哇，這個(gè)可是真便宜呢，程序員們也預(yù)測(cè)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(shí)過(guò)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(gòu)一個(gè)iPhone，到了59分的時(shí)候，突然iPhone12在redis的數(shù)據(jù)過(guò)期了，這時(shí)候大量的請(qǐng)求都到了數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)直接垮掉了。
應(yīng)對(duì)緩存擊穿，我們也有一些辦法，比如設(shè)置熱點(diǎn)數(shù)據(jù)永不過(guò)期，比如給數(shù)據(jù)加鎖，當(dāng)有線程請(qǐng)求不到數(shù)據(jù)時(shí)，其它的用戶線程也無(wú)法請(qǐng)求數(shù)據(jù)，直到第一個(gè)線程拿到數(shù)據(jù)后，去redis緩存起來(lái)，其它的線程仍然走緩存拿數(shù)據(jù)，比如服務(wù)降級(jí)，直接返回“商品太火爆了，系統(tǒng)暫時(shí)休息會(huì)兒”。
通過(guò)本文的介紹，相信你對(duì)緩存、緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透也有了對(duì)應(yīng)的了解了吧。當(dāng)你所在的業(yè)務(wù)因?yàn)楦卟l(fā)、大數(shù)據(jù)量準(zhǔn)備啟用緩存策略時(shí)，對(duì)于緩存可能帶來(lái)的雪崩、擊穿、穿透問(wèn)題要做好防護(hù)措施，這樣大家都可以開開心心的玩耍了！
