看完Redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩来吊打面试官！_Redis

看完Redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩来吊打面试官！

一、前言

「Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。」

Redis在缓存应用中还是很广泛的，项目中也经常使用。基本上面试中肯定都会问到，总结一下增强记忆哈！

在享受缓存带来的好处的同时，当然要防止这些不好的方面。

下面我们一起来看看这三种情况的产生原因和解决方案！

「总结：这三种情况都是在大量请求来的时候，Redis没有命中，请求直接打到数据库，从而导致数据库挂掉！」

Redis缓存简图：

看完Redis缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩来吊打面试官！

二、缓存穿透

1、产生原因

「大量请求的 key 是不合理的，缓存中根本不存在（数据库中一般也不存在），导致这些请求绕过缓存直接访问数据库，给数据库造成了巨大的压力，随时可能宕机。」

恶意查询，如查询id为负数等等。
key过期，突然来了大量请求时。
key没有提前预热，突然来了大量请求时。

2、解决方案

设置缓存空值：查询数据库没有结果，将空值缓存，但必须设置一个合理的过期时间。
布隆过滤器：是一种用于判断一个元素是否属于一个集合的数据结构。
合理判断参数的范围：非负数等等。
限制并发查询：保证只有一个线程去查询底层数据源，其他线程等待查询结果。

3、具体方案

「设置缓存空值：」

redis有一个配置，可以把从数据库查询出来为空的也缓存到Redis中，也可以自己在代码中写，顺便加上过期时间，也可以配置过期时间，这样是全局都是这个过期时间了，不太建议这样！

spring:
  cache: 
    redis:
      cache-null-value: true
      time-to-live: 30s

「限制并发查询：」

@Cacheable(value={"category"},key = "#root.methodName",sync = true)

❝
sync = true：表示多个线程在尝试获取缓存数据的时候会被阻塞，直到第一个线程从数据库加载数据并放入缓存后，其他线程才能获取到缓存中的数据。这样可以避免多个线程同时查询底层数据库，减轻数据库负载，但会降低并发性能。默认为false，不开启
❞

「布隆过滤器：」

布隆过滤器（Bloom Filter）是一种用于判断一个元素是否属于一个集合的数据结构。它的主要特点是高效地判断元素是否存在于集合中，且具有空间和时间效率高的优点。布隆过滤器不会存储实际的数据，而是通过一系列的哈希函数和位数组来判断元素的存在。

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「当布隆过滤器判断元素不存在时，元素一定不存在，元素存在时，元素不一定存在！」

是不是有点绕，我们在详细说一下：

布隆过滤器有一定的假阳性概率，即在判断元素存在时，有可能出现错误的结果。这是因为多个元素可能产生相同的哈希值，导致位数组中的位被设置为1。

「布隆过滤器一旦添加了元素，就不能删除，因为删除元素会影响其他元素的判断结果。」

一般引入guava中的BloomFilter来实现布隆过滤器！如果喜欢用Hutool，也是有实现的！

下面小编给大家简单的写个demo，大家感受一下！

「引入依赖」

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>30.1-jre</version>
</dependency>

「配置布隆过滤器」

/**
 * @author wangzhenjun
 * @date 2023/11/7 17:08
 */
@Configuration
public class BloomFilterConfig {

    // 预期插入的元素个数，从配置文件里拿
    private static final Integer EXPECTED_INSERTIONS = 100000;

    // 期望的误判率，值越低，布隆过滤器计算时间越长，从配置文件里拿
    private static final Double FPP = 0.03;

    @Bean
    public BloomFilter<String> bloomFilter(){
        BloomFilter<String> filter = BloomFilter.create(Funnels.stringFunnel(Charset.forName("utf-8")), EXPECTED_INSERTIONS,FPP);
        return filter;
    }

}

「简单测试」

为了简单，直接写在启动类上了，大家不要学哈！

@EnableAsync
@MapperScan("com.example.demonew.demo.mapper")
@EnableTransactionManagement
@SpringBootApplication
public class DemoNewApplication {

    @Autowired
    private BloomFilter bloomFilter;

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoNewApplication.class, args);

    }

    @PostConstruct
    public void init(){
        bloomFilter.put("123");
        boolean b = bloomFilter.mightContain("123");
        System.out.println("是否存在：" + b);
    }

}

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