redis击穿 雪崩 穿透超详细解决方案梳理

关于 Redis 的击穿、雪崩、穿透问题，我给出如下完整攻略：

Redis 击穿、雪崩、穿透问题解决方案梳理

Redis 基础

为了更好理解 Redis 击穿、雪崩、穿透，我们先来了解一下 Redis 的基础知识。

Redis 是一个开源的内存数据库，它支持多种数据结构，并提供对这些数据结构的读写操作。Redis 能够存储的数据类型有字符串、列表、集合、散列表和有序集合。Redis 的特点是速度非常快，因为它是存在内存中，读写速度是非常快的。

为了保证 Redis 的高效性，在 Redis 中，很多操作都是基于锁来实现的。这意味着如果 Redis 实例中有一个非常繁忙的命令执行，它可能会阻塞其它命令的执行。这种阻塞可能会导致 Redis 击穿、雪崩、穿透等问题的出现。

Redis 击穿及解决方案

如果针对 Redis 中一个不存在的键进行查询，就会导致请求落到数据库中，而此时会因为缓存数据缺失，而导致大量的请求同时访问到数据库，从而导致数据库挂掉。这种现象就称为 Redis 击穿。

解决 Redis 击穿的方法有两种：

1. 设置缓存，避免缓存穿透。将查询缓存到 Redis 中，即使缓存过期后，数据库也不会被同时访问。实现方式为：将数据缓存到 Redis 中，并且设置一个较短的过期时间，这样可以防止缓存雪崩和穿透。

2. 限制并发量，避免数据库被打挂。通过设置并发数，限制同时对数据库的访问量来避免数据库挂掉。可以使用分布式锁来实现，在 Redis 中存放一个分布式锁，在锁的范围内执行数据库操作。

Redis 雪崩及解决方案

如果 Redis 中存放的数据都设置了相同的过期时间，当这些数据集中到期时，大量请求会同时涌入数据库，导致数据库崩溃，这种现象称为 Redis 雪崩。

解决 Redis 雪崩的方法有两种：

1. 分散缓存过期时间。缓存数据时随机生成过期时间，避免大量数据同时到期的问题，可以使用 Random.nextInt() 方法来实现。

2. 使用 Redis 的持久化机制。在 Redis 中设置 Aof 或者 RBD 持久化，当 Redis 重启后，通过将磁盘中的数据读取到内存中，避免了 Redis 雪崩的问题。

Redis 穿透及解决方案

如果对一个不存在的键进行访问，会给数据库带来非常大的压力，当大量的请求都没有取到缓存数据时，导致大量的请求都到了数据库，从而导致数据库崩溃，这种现象称为缓存穿透。

解决 Redis 穿透的方法有两种：

1. 布隆过滤器。在 Redis 中预先设定一个布隆过滤器，判断请求的 key 是否在布隆过滤器中，如果不在，说明请求无效，直接返回。如果在，再去查询缓存或数据库。

2. 缓存空值。在查询的键对应的值为空时，就将这个键添加到缓存中，并设置较短的过期时间。这样下次查询这个键时就会命中缓存，避免了对数据库的压力。

示例

示例1： 分散缓存过期时间。

public static void set(String key, Object value, int expireTime) {
    Jedis jedis = JedisPoolUtils.getJedis();
    int randomTime = (int) ((expireTime-5*60) + Math.random()*5*60*2);  // 设置一个范围在 [5, 15] 分钟的随机时间
    jedis.setex(key, randomTime, JSON.toJSONString(value));
    jedis.close();
}

示例2：使用 Redis 的持久化机制。

在 redis.conf 文件中配置 appendonly yes ，开启 Aof 持久化。

# 开启 Aof 持久化
appendonly yes

总结

Redis 击穿、雪崩、穿透是 Redis 中经常出现的问题，但是通过设置缓存、限制并发量、分散缓存过期时间、使用 Redis 的持久化机制、布隆过滤器等方法可以有效地避免这些问题的出现。