面试题：缓存设计之中等难度：缓存击穿解决方案阐述

Question

请详细阐述缓存击穿的概念，并且说明至少两种常见的解决方案及其原理。

Answer 1

缓存击穿概念

缓存击穿指的是在高并发场景下，一个热点 key 失效瞬间，大量请求同时访问该 key，这些请求发现缓存中没有数据，于是都去访问数据库，导致数据库瞬间承受巨大压力，甚至可能造成数据库雪崩。例如电商大促时，某个热门商品的缓存失效，大量用户同时请求该商品信息，这些请求直接涌向数据库。

常见解决方案及其原理

1. 互斥锁（Mutex）
   • 原理：当一个请求发现缓存中热点 key 失效时，先获取一把互斥锁（如 Redis 的 SETNX 命令实现互斥锁）。只有获取到锁的请求才能去查询数据库并将数据更新到缓存，其他未获取到锁的请求等待。获取锁的请求处理完后释放锁，其他等待的请求再次尝试获取锁，此时缓存已有数据，直接从缓存获取。这种方式通过互斥机制，避免大量请求同时查询数据库。
2. 热点数据永不过期
   • 原理：对于热点数据，设置一个很长的过期时间，比如一年甚至更久，使其在业务周期内不会过期。同时，使用异步线程定期更新缓存数据，确保数据的实时性。这样在业务高峰期，不会因为热点数据缓存过期而导致缓存击穿问题。