面試必問題：快取擊穿、快取穿透、快取雪崩，你還傻傻分不清

當我們伺服器QPS比較高，並且對資料的實時性要求不高時，往往會接入快取以達到快速Response、降低資料庫壓力的作用，常用來做快取的中介軟體如Redis等，面試時經常會被面試官提問，作為裡面最常見，幾乎是必考題的快取擊穿、穿透、雪崩場景，你真的瞭解了嗎？

前端發起一個請求，經歷過三次握手後連線到伺服器，想要獲取相應的資料，那麼伺服器接入了快取中介軟體後，從接收到Request到最後的Response，到底是怎樣的一個流程呢？以下探討忽略掉引數校驗等邏輯，直接講最核心的鏈路。

呼叫鏈路

一個請求Request過來，伺服器首先和快取中介軟體建立連線，傳輸對應key到快取中介軟體中獲取相對應的資料，伺服器拿到返回的結果後，判斷返回的結果是否有資料，如果有資料，則返回從快取中拿到的結果。如果快取中介軟體中沒有資料，則建立資料庫連線，訪問資料庫伺服器，按照相應邏輯拿到返回結果，判斷結果中是否有資料，如果有則返回對應資料，如果沒有則按照業務場景要求，返回對應結果（一般為null或者new一個空物件）。

快取擊穿

含義：

​ 什麼是快取擊穿？通俗的講指的是快取中沒有資料，但資料庫中有資料的場景。那為什麼快取中會沒有資料呢？一般是由於設定了快取時間導致快取過期，所以沒有資料。那快取找不到資料去資料庫查詢就好了呀，為啥又叫擊穿？是因為要查詢這個key對應的資料是一個熱點資料，併發訪問的量大，同時去查詢資料庫，導致資料庫壓力驟增，嚴重會打崩資料庫。

解決方案：

1、如果是不改變的資料，如一些常量值，則可以設定對應熱點key永不過期。

2、加上互斥鎖，防止同一臺伺服器同一時間有多個連線訪問資料庫。

// 虛擬碼public class Main { // 雙重檢測鎖 public static String getHotData（String key） { // 先從快取中介軟體獲取對應熱點key資料 String response = redis。get（key）； // 快取沒有資料 if（Objects。isNull（response）） { // 保證一臺伺服器同一時間只有一個執行緒訪問 synchronized （Main。class） { // 假設A執行緒訪問進synchronized裡，執行緒B， C阻塞在synchronsized外面 // 執行緒A退出synchronized後，執行緒B和C應該從redis中拿而不是再訪問資料庫 response = redis。get（key）； // 訪問資料庫 拿到資料後 寫進redis中 if（Objects。isNull（response）） { response = loadDataFromMySQL（key）； redis。set（key， response）； } } } return response； }}

3、加上分散式鎖，全域性保證只有一個執行緒訪問資料庫。

// 虛擬碼public class Main { // 分散式唯一key public static String getHotData（String key， int tryTime） throws InterruptedException { if（tryTime >= 4） { return “”； } // 先從快取中介軟體獲取對應熱點key資料 String response = redis。get（key）； // 快取沒有資料 if（Objects。isNull（response）） { // 保證整個服務叢集同一時間只有一個執行緒訪問 if （redis。tryLock（）） { try { // 訪問資料庫 拿到資料後 寫進redis中 if（Objects。isNull（response）） { response = loadDataFromMySQL（key）； redis。set（key， response）； } } finally { redis。unlock（）； } } else { TimeUnit。MILLISECONDS。sleep（100）； getHotData（key， tryTime + 1）； } } return response； }}

快取穿透

含義：快取穿透指的是快取中介軟體和資料庫都沒有對應的資料，但是不斷接收到請求獲取該key的資料，導致資料庫壓力過大，甚至崩潰。

解決方案：

1、訪問資料庫也拿不到資料後，可以按照具體業務要求，在快取層加上一個該key的值，設定一個過期時間，比如10s或者1min等。那為什麼不設不過期呢？第一個是說因為該key可能有對應的業務含義，有可能只是該時間點還沒有資料，所以不能設定不過期；第二個是說如果真的是惡意訪問，那麼可能過一段時間就沒有類似請求，那麼我們沒有必要一直把該資料留在快取裡。

2、增加校驗，如果是不符合預期的請求可以直接過濾，比如說快取中存放了使用者資訊，對應的快取key是和id有關係，那麼如果你的id都是大於等於0的，對於小於0的id可以直接做過濾。

@Controllerpublic class Controller { @RequestMapping（value=“/test”） public String printHello（Integer id） { if（Objects。isNull（id） || id < 0） { return null； } // 處理對應邏輯 }}

快取雪崩

含義：

快取雪崩指的是在同一個時間點，快取中的大批次資料過期，並且還都是熱點資料，導致同一時間併發壓力都打到了資料庫中，導致資料庫壓力驟增，甚至宕機。有的人就會問了，這和快取擊穿不是一個意思嗎？快取擊穿指的是併發查詢某條熱點key資料，快取雪崩指的是大批次。出現場景之一是在某些核心頁面，該頁面的內容都放入了快取，並且都設定了同樣的快取時間。

解決方案：

1、最簡單的就是設定熱點資料不過期，但要結合對應業務場景來看。

2、在給每個熱點key設定過期時間時，加上一個隨機值，使得熱點資料離散開來，不會同一時間大批次過期。

3、使用快取擊穿場景講到的互斥鎖、分散式鎖。

願每個人都能帶著懷疑的態度去閱讀文章並探究其中原理。

道阻且長，往事作序，來日為章。

感謝閱讀，期待我們下一次相遇！