redis 缓存击穿缓存穿透缓存雪崩区别及解决

缓存在高并发和安全压力下的一些问题:

缓存穿透

 缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中，将去查询数据库，但是数据库也无此记录，并且处于容错考虑，我们没有将这次查询的null写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，失去了缓存的意义。在流量大时，可能DB就挂掉了，如果有人利用不存在的key频繁攻击我们的应用，这就属于漏洞。

简单来说就是利用redis和mysql的机制(redis缓存一旦不存在，就访问mysql)，直接绕过缓存访问mysql，而制造的db请求压力。

解决：为了防止缓存穿透将，null或者空字符串值设置给redis，但它的过期时间会很短，最长不超过五分钟。
在这里插入图片描述

缓存雪崩

 缓存雪崩是指在我们设置缓存时采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到DB，DB瞬时压力过重雪崩。

解决：设置不同的缓存失效时间
原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

缓存击穿

 对于一些设置了过期时间的key，如果这些key是一种非常“热点”的数据，在某些时间点被超高并发地访问。这个时候，就需要考虑一个问题：如果这个key在大量请求同时进来前正好失效，那么所有对这个key的数据查询都落到db，我们称为缓存击穿。

简单来说就是某一个热点key在高并发访问的情况下，突然失效，导致大量的并发打进mysql数据库的情况

解决：
分布式锁
设置分布式锁，防止大量请求直接访问数据库。线程访问数据库前需要取锁，拿到锁的线程可以在指定时间内访问数据库，访问完成后将这个锁释放；释放后下一个线程才能取锁。
如果去取锁的时候锁已经被取走，设置当前取锁的线程自旋后重新访问本方法取锁（return 本方法不会中断本线程）

在这里插入图片描述

分布式锁的演示及扩展问题：

问题: 如果在redis中A线程发出请求后锁刚好过期，锁被B线程拿到
A线程的那个请求又执行完毕，回来删锁(这时候A线程会删除B线程的锁)，怎么办?

解决：为当前线程设置一个token，删除锁的时候再根据当前线程锁获取token，根据token判断删除的是否是自己的锁
在这里插入图片描述
附上代码

public PmsSkuInfo getSkuById(String skuId) {
        PmsSkuInfo pmsSkuInfo = new PmsSkuInfo();
        //连接缓存
        Jedis jedis = redisUtil.getJedis();

        //查询缓存
        String skuKey = "sku:" + skuId + ":info";
        String skuJson = jedis.get(skuKey);

        if (StringUtils.isNotBlank(skuJson)) {
            pmsSkuInfo = JSON.parseObject(skuJson, PmsSkuInfo.class);
        } else {
            //如果缓存中没有，查询mysql

            //设置分布式锁
            String token = UUID.randomUUID().toString();
            String ok = jedis.set("sku:" + skuId + ":lock", token, "nx", "px", 10 * 1000);//拿到锁的线程有十秒的过期时间
            if (StringUtils.isNotBlank(ok)) {
                //设置成功，有权在10秒得过期时间内访问数据库
                pmsSkuInfo = getSkuByIdFromDb(skuId);

                if (pmsSkuInfo != null) {
                    //mysql查询结果存入redis
                    jedis.set("sku:" + skuId + ":info", JSON.toJSONString(pmsSkuInfo));
                } else {
                    //数据库中不存在该sku
                    //为了防止缓存穿透，将null或者空字符串值设置给redis
                    jedis.setex("sku:" + skuId + "info", 60 * 3, JSON.toJSONString(""));
                }
                //在访问mysql后，将mysql的分布式锁释放
                String lockToken = jedis.get("sku:" + skuId + ":lock");
                if (StringUtils.isNotBlank(lockToken) && lockToken.equals(token)) {
                    //jedis.eval("lua");可与用lua脚本，在查询到key的同时删除该key，防止高并发下的意外的发生
                    jedis.del("sku:" + skuId + ":lock"); //用token确认删除的是自己的锁
                }

            } else {
                //设置失败，自旋（该线程在睡眠几秒后重新尝试访问本方法）
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return getSkuById(skuId);
            }
        }
        jedis.close();

        return pmsSkuInfo;
    }

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