面试题答案
一键面试缓存雪崩
- 产生原因：大量缓存数据在同一时间过期（比如设置了相同的过期时间），或者缓存服务器发生故障宕机，此时大量请求直接落到数据库，导致数据库压力瞬间增大，甚至可能压垮数据库。
- 预防和解决方法：
- 设置随机过期时间：为缓存数据设置不同的过期时间，避免大量数据同时过期。例如原本过期时间是1小时，可以在50 - 70分钟之间随机取值。
- 多级缓存：采用多级缓存架构，如本地缓存（如Guava Cache）和分布式缓存（如Redis）结合。当分布式缓存失效时，先从本地缓存获取数据，减轻数据库压力。
- 缓存预热：在系统启动前，提前将部分热点数据加载到缓存中，避免系统刚启动时大量请求查询不到缓存而直接访问数据库。
- 高可用：搭建缓存集群，采用主从复制、哨兵模式或集群模式，保证缓存服务的高可用性，减少因缓存服务器故障导致的雪崩。
缓存穿透
- 产生原因：查询一个不存在的数据，每次都查询不到缓存，请求直接穿透到数据库。如果大量这种请求同时出现，会对数据库造成巨大压力。常见于恶意攻击，如黑客故意大量请求不存在的键值。
- 预防和解决方法：
- 布隆过滤器：在缓存之前使用布隆过滤器，将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的位数组中。当查询时，先经过布隆过滤器判断，如果过滤器判断数据不存在，则直接返回，不再查询数据库，避免无效查询穿透到数据库。
- 空值缓存：当查询数据库也没有找到数据时，将该查询结果（空值）也缓存起来，并设置较短的过期时间，这样下次相同查询就直接从缓存返回，不会再穿透到数据库。
缓存击穿
- 产生原因：缓存中一个热点数据过期的瞬间，大量并发请求同时访问该数据，由于缓存过期，这些请求都会直接访问数据库，导致数据库压力瞬间增大。
- 预防和解决方法：
- 互斥锁：在查询缓存失效时，先获取一个分布式锁（如Redis的SETNX命令实现），只有获取到锁的请求才能查询数据库并更新缓存，其他请求等待锁释放后从缓存获取数据。这种方式可以有效避免大量请求同时查询数据库。
- 永不过期：对于热点数据设置永不过期，同时使用后台线程定时更新缓存数据，或者在数据发生变化时主动更新缓存，这样可以避免热点数据过期瞬间的高并发问题。