缓存穿透
现象（秒杀场景）
大量请求查询数据库不存在的数据，Redis 找不到对应 key，缓存无法命中，请求全部穿透到 MySQL，数据库压力持续上涨，严重造成数据库 CPU 打满。
典型场景：恶意传入负数商品 ID、不存在编号、乱参数攻击接口。
产生原因
- 请求访问数据库不存在的数据，缓存没有记录；
- 缺少参数合法性校验；
- 没有布隆过滤器拦截无效 key；
- 未缓存空值。
临时应急方案（线上故障紧急止血）
- 接口层参数校验，拦截负数、空、非法参数，直接返回；
- 查询数据库无数据时，缓存空值，设置较短过期时间（3~5 分钟）；
- 网关封禁高频异常 IP，临时限流。
长期工业级优化方案
布隆过滤器（主流方案）：预加载所有合法商品 id，请求先经过过滤器，不存在直接拦截，避免访问 Redis、DB；
缺点：存在误判、不支持删除元素
规范空值缓存，短时效，防止大量无效 key 占用内存；
网关 + 业务双层参数校验；
搭建恶意请求黑名单。
重点坑点
布隆过滤器无法删除元素、存在误判；空值缓存过期时间不能设置过长，避免 Redis 内存膨胀。
缓存击穿
现象（秒杀场景）
秒杀爆款属于热点 Key，缓存 key 到期一瞬间，大量并发请求缓存未命中，全部涌向 MySQL，瞬间压垮数据库，接口大量超时阻塞。
核心特征 ：单个热点 Key 失效，瞬时大量并发请求击穿到数据库
产生原因
热点 key 统一过期，缺少并发控制
- 热点商品缓存设置固定过期时间，同一时间失效；
- 没有并发控制，大量线程同时执行查库、更新缓存逻辑。
临时应急方案（线上紧急止血）
手动延长 key 过期时间、本地临时锁、扩容数据库连接池。
- 手动延长热点商品 Redis 过期时间，推迟失效；
- 增加单机本地锁，短时间限制并发查询数据库；
- 临时调大数据库连接池，缓解瞬时压力。
长期工业级优化方案
- 过期时间增加随机值打散（基础时间 + 0~5 分钟随机偏移）；
- 分布式锁方案（Redisson）：只放行一个线程更新缓存，其余线程等待；
- 热点 key 永不过期方案：不设置 expire，后台定时任务异步刷新缓存（秒杀爆款推荐）；
- 多级缓存：Caffeine 本地缓存 + Redis 二级缓存。
缓存雪崩
现象（秒杀场景）
场景 1：系统内大量商品缓存设置统一过期时间，某个时间点大批量 key 同时失效；
场景 2：Redis 单点故障、集群宕机，缓存整体无法访问。
两种情况都会导致几乎所有请求绕过缓存，直接访问 MySQL，数据库连接被打满，服务大面积不可用，秒杀活动瘫痪
两种情况：①大量 key 集中过期；②Redis 整体宕机不可用。大规模流量同时冲击数据库。
产生原因
- 批量 key 过期时间集中；
- Redis 架构无高可用，单点故障没有自动转移；
- 缺少熔断、降级兜底策略；
- 未开启持久化，宕机后数据全部丢失。
缓存过期时间集中、Redis 无高可用架构、缺少熔断降级、未开启持久化。
临时应急方案（线上故障急救）
- 快速恢复 Redis 节点，依靠 RDB/AOF 持久化恢复缓存数据；
- 网关启动全局限流，削减打到数据库的流量；
- 启用本地 Caffeine 缓存临时兜底；
- 数据库层面临时限制最大查询并发。
恢复 Redis 实例、网关限流、本地缓存兜底、限制数据库并发
长期工业级优化方案
- 过期时间增加随机偏移，打散 key 失效时间；
- Redis 搭建高可用架构：主从 + 哨兵 / Redis Cluster 集群；
- 开启 RDB+AOF 混合持久化，故障快速恢复；
- 接入 Sentinel 实现熔断降级，缓存故障时直接返回兜底数据，拒绝访问数据库；
- 构建多级缓存：本地缓存 + Redis 分布式缓存；
- 网关、业务层多级限流，削峰填谷。
- 事前预防：过期时间随机打散、Redis 集群 / 哨兵高可用、开启混合持久化；
- 事中防护：多级缓存（Caffeine+Redis）、多层限流；
- 事后兜底：Sentinel 熔断降级。
综合知识点总复盘（三大缓存问题对比）
| 问题 | 核心特征 | 典型场景 |
|---|---|---|
| 缓存穿透 | 查询不存在的数据，缓存一直 miss | 黑客传入非法商品 ID |
| 缓存击穿 | 单个热点 key过期，瞬时并发打库 | 秒杀爆款缓存到期 |
| 缓存雪崩 | 大批量 key 失效 / Redis 宕机，整体流量冲击数据库 | 批量缓存统一过期、Redis 故障 |