缓存穿透、击穿、雪崩
缓存穿透：查"不存在的东西"
- 缓存穿透是指缓存和数据库中都没有的数据，而用户不断发起请求，如用非法ID、无效参数查询等，导致缓存无法命中，所有请求直接穿透到数据库。
核心原因
- 恶意攻击：黑客用大量无效 ID 发起请求，意图压垮数据库。
- 业务误操作：代码逻辑错误，查询了不存在的资源。
解决方案
- 空值缓存：数据库查询返回空时，仍将"空结果"存入缓存（设置较短过期时间，如 1-5 分钟），避免重复穿透。
- 布隆过滤器：在缓存前加一层布隆过滤器，提前拦截 "肯定不存在的数据"，无需查询缓存和数据库。
- 参数校验：接口层先校验参数合法性（如 ID 格式、范围），直接拒绝无效请求。
缓存击穿：热点key"突然失效"
- 某个高频访问的热点key（如秒杀商品、热门活动页面）突然过期或缓存宕机，瞬间大量请求打向数据库，导致数据库压力骤增。换句话说：缓存击穿是指缓存中没有但数据库中有的数据（一般是缓存时间到期），这时由于并发用户特别多，同时读缓存没读到数据，又同时去数据库去取数据，引起数据库压力瞬间增大，造成过大压力。
核心原因
- 热点 key 过期：缓存设置了统一过期时间，到期后同时失效。
- 缓存宕机：存储热点 key 的缓存节点故障，无法提供服务。
解决方案
- 互斥锁：缓存未命中时，只有一个线程能查询数据库，其他线程等待结果并复用缓存，避免"并发穿透"。
- 热点key永不过期：核心热点key不设置过期时间，通过后台异步更新缓存内容。
- 熔断降级：当数据库压力超过阈值时，返回默认数据（如"系统繁忙，请稍后重试"），保护数据库。
缓存雪崩：大量key"集体失效"
- 大规模缓存key集中过期，或缓存集群整体宕机，导致海量请求同时穿透到数据库，直接压垮数据库。(和缓存击穿不同的是，缓存击穿指并发查同一条数据，缓存雪崩是不同数据都过期了，很多数据都查不到从而查数据库。)
核心原因
- 过期时间集中：初始化时给大量key设置了相同过期时间（如凌晨1点），到期后集体失效。
- 缓存集群故障：缓存集群（如Redis集群）因网络、硬件问题整体不可用。
解决方案
- 过期时间 "打散"：给每个 key 的过期时间加随机值（如基础过期 1 小时 + 0-30 分钟随机值），避免集中失效。
- 缓存集群高可用：部署主从复制、哨兵模式或集群模式，确保单个节点故障时，其他节点能接替服务。
- 限流降级：前端限流 + 后端降级，限制同时访问数据库的请求数，超出部分返回默认值。
- 数据库兜底：给数据库配置读写分离、连接池扩容，提升抗压能力。
三者核心区别
| 问题 |
触发场景 |
影响范围 |
核心矛盾 |
| 穿透 |
查询不存在的数据 |
分散请求，持续存在 |
无效请求穿透到数据库 |
| 击穿 |
单个热点 key 失效 |
集中请求，瞬间爆发 |
热点请求无缓存承接 |
| 雪崩 |
大量 key / 集群失效 |
海量请求，全面爆发 |
缓存整体失去防护能力 |