Redis 缓存的使用，极大的提升了应用程序的性能和效率，特别是数据查询方面。但同时，它也带来了一些问题。其中，最要害的问题，就是数据的一致性问题，从严格意义上讲，这个问题无解。如果对数据的一致性要求很高，那么就不能使用缓存。另外的一些典型问题就是，缓存穿透、缓存雪崩和缓存击穿。目前，业界也都有比较流行的解决方案。
缓存穿透
这里先介绍下日常使用缓存的逻辑：
查询一个数据，先到缓存中查询。
如果缓存中存在，则返回。
如果缓存中不存在，则到数据库查询。
如果数据库中存在，则返回数据，且存到缓存。
如果数据库中不存在，则返回空值。
概念
缓存穿透出现的情况就是数据库和 Redis 缓存中都没有，即非法查询，这样缓存就不能拦截，数据库中查不到值也就不能存到缓存，这样每次这样查询都会到数据库，相当于直达了，即穿透，这样会给数据库造成很大的压力。
解决方案
1、布隆过滤器
布隆过滤器是一种数据结构，对所有可能查询的参数以 hash 形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而避免了对底层存储系统的查询压力。
2、过滤非法查询
在后台服务中过滤非法查询或非法请求，不让它到达 Redis 服务和数据库。
3、缓存空对象
当存储层不命中后，即使返回的空对象也将其缓存起来，同时会设置一个过期时间，之后再访问这个数据将会从缓存中获取，保护了后端数据源。
但是这种方法会存在两个问题：
- 如果空值能够被缓存起来，这就意味着缓存需要更多的空间存储更多的键，因为这当中可能会有很多的空值的键。
- 即使对空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于需要保持一致性的业务会有影响。
缓存击穿
概念
缓存击穿，是指一个 key 非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对这一个点进行访问。当这个 key 在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞。当某个 key 在过期的瞬间，有大量的请求并发访问，这类数据一般是热点数据。由于缓存过期，会同时访问数据库来查询最新数据，并且回写缓存，会导使数据库瞬间压力过大。
解决方案
1、设置热点数据永不过期
从缓存层面来看，没有设置过期时间，所以不会出现热点 key 过期后产生的问题。
2、加互斥锁（分布式锁）
分布式锁：使用分布式锁，保证对于每个 key 同时只有一个线程去查询后端服务，其他线程没有获得分布式锁的权限，因此只能等待。这种方式将高并发的压力转移到了分布式锁，因此对分布式锁的考验很大。
缓存雪崩
概念
缓存雪崩，是指在某一个时间段，缓存集中过期失效。产生雪崩的原因之一，比如马上就要到双十一零点，很快就会迎来一波抢购。这波商品时间比较集中的放入了缓存，假设缓存一个小时。那么到了凌晨一点钟的时候，这批商品的缓存就都过期了。而对这批商品的访问查询，都落到了数据库上，对于数据库而言，就会产生周期性的压力波峰。于是所有的请求都会达到存储层，存储层的调用量会暴增，造成存储层也会挂掉的情况。
其实集中过期，倒不是非常致命。比较致命的缓存雪崩，是缓存服务器某个节点宕机或断网。因为自然形成的缓存雪崩，一定是在某个时间段集中创建缓存。这个时候，数据库也是可以顶住压力的，无非就是对数据库产生周期性的压力而已。而缓存服务节点的宕机，对数据库服务器造成的压力是不可预知的，很有可能瞬间就把数据库压垮。
解决方案
1、搭建 Redis 高可用集群
实现 Redis 的高可用，既然一台服务有可能挂掉，那就多增设几台服务，这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作，其实就是搭建的集群。
2、限流降级
在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个 key 只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。
3、数据预热，分散过期时间
数据加热的含义就是在正式部署之前，先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的 key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。