面试题：Redis与MySQL数据同步中，如何处理Redis缓存穿透问题以保障数据同步安全性

Question

在Redis与MySQL进行数据同步场景下，缓存穿透可能导致非法请求直接穿透Redis访问MySQL，阐述你对解决缓存穿透问题的理解，比如可以采用哪些方法避免该问题影响数据同步的安全性，每种方法的原理是什么？

Answer 1

1. 布隆过滤器（Bloom Filter）

• 原理：布隆过滤器是一种概率型数据结构，它通过多个哈希函数将一个元素映射到一个位数组的不同位置，并将这些位置置为1。当查询一个元素时，通过相同的哈希函数计算其在位数组中的位置，如果这些位置上的值都为1，则认为该元素可能存在；若有任何一个位置为0，则该元素一定不存在。在Redis与MySQL数据同步场景中，在请求到达Redis前，先经过布隆过滤器。如果布隆过滤器判断数据不存在，就直接返回，不再查询Redis和MySQL，避免非法请求穿透到MySQL。

2. 缓存空值

• 原理：当查询数据在MySQL中不存在时，也将这个空值缓存到Redis中，并设置一个较短的过期时间。这样，后续相同的非法请求到达时，在缓存过期前，直接从Redis中获取到空值，不会穿透到MySQL。例如，查询一个不存在的用户ID，将这个ID对应的空值缓存到Redis，下次再查询这个ID，直接从Redis返回空值，减少对MySQL的无效查询。

3. 接口层校验

• 原理：在应用层接口处对请求参数进行严格校验，比如检查参数格式是否合法、是否在合理范围内等。对于不合法的请求，直接在接口层拦截，不允许其进入到查询Redis和MySQL的流程，从而避免缓存穿透。例如，某个接口要求传入的用户ID必须是正整数，接口层对传入参数进行校验，非正整数的请求直接被拒绝。