Redis缓存预热、缓存雪崩、缓存穿透、缓存击穿

缓存预热

缓存预热指提前将数据存到到缓存系统中，用户使用时直接查询缓存中的数据而不用走数据库。

如果MySQL中批量增加了100条数据，如何同步给Redis。

利用Redis的回写机制同步数据

什么也不做，当有用户访问数据但访问不到时，从数据库中查找到后存储到缓存中。可以在半夜发布代码，由工作人员作为用户来操作实现这种数据同步。
使用中间件自动处理

比如使用Canal，解析MySQL数据库日志，数据库新增一条数据，缓存中就新增一条数据。
程序自行完成

写个初始化程序，将已知的这批新增的数据同步到数据库中，上线后通过初始化程序进行数据同步。

缓存雪崩是指缓存中数据大批量到过期时间，查询数据量巨大，请求直接落到数据库上，造成数据库压力过大甚至宕机。

缓存雪崩发生的原因可能是：

预防和解决方案：

Redis中的key设置为永不过期或者过期时间错开

一些关键的key可以设置为永不过期。过期时间错开，这样一个时间段内过期失效的键会少一些，失效后请求落到数据库上对数据库的压力也稍小一些。
Redis缓存集群实现高可用
- 主从 + 哨兵，哨兵节点监控到主节点宕机后，让从节点顶上来。
- Redis Cluster，部署Redis集群，一个服务宕机，其他服务依然能正常使用。
- 开启Redis持久化机制AOF/RDB，尽快恢复缓存集群。
  
  RDB是定期生成快照存入磁盘中，AOF是将写操作存入磁盘中。
  
  RDB 是存放数据库中数据，适合做数据备份，但是数据可能不全，最近几分钟的数据可能没有。
  
  AOF是每秒钟执行一次，如果有写操作的命令就存储起来，最多只会丢失1秒钟的数据，适合做数据恢复。
多缓存结合预防雪崩

使用本地缓存+Redis缓存，本地缓存是直接存储在内存中的，比如在代码中用一个映射对象存储数据。
服务降级

在客户端展示程序崩溃的界面，不再提供服务。
直接高价购买服务商提供的

缓存穿透指的是恶意请求或者无效请求绕过缓存直接访问数据库，导致大量请求落到数据库上，增加了数据库的负担。

解决方案：

空对象缓存或缺省值

和业务部门商量一个缺省值，比如0，从MySQL中也查不到值的时候，让redis存入缺省值。用户请求的时候，直接从缓存返回缺省值而不用走MySQL。

这种情况无法解决黑客恶意攻击，当黑客伪造大量不存在的key时，每个key的查询都会走一遍MySQL。
使用布隆过滤器

布隆过滤器是一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否存在于一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间远远超过一般算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难。

通过布隆过滤器将无效的key过滤掉，保证走到缓存和数据库的key通常是有效的。

查询key的时候，先通过布隆过滤器判断，如果key不存在就直接返回。如果key存在，再从Redis缓存中查，Redis缓存中没有数据在走MySQL数据器。

缓存击穿指热点key失效，大量请求落到了数据库上，造成数据库压力过大。

热点key失效的原因：

解决方案：

把key的过期时间错开，对于访问频繁的热点key，不设置过期时间。
使用双检加锁策略

第一次查询缓存，如果从缓存中查到数据就直接返回数据，没有查到数据时进行第二次查询缓存，如果从缓存中查到数据就直接返回数据，否则从数据库中查询数据，然后存储到缓存中。可以查看《Redis和MySQL双写一致性》中的双检加锁部分。