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三大缓存异常问题：穿透、击穿、雪崩

一、问题归类

属于Redis缓存高并发故障、缓存设计、数据库防护核心知识点。

包括：缓存击透、缓存击穿、缓存雪崩

共性问题：缓存与数据库数据不一致、高并发打垮数据库

二、缓存击穿

1.定义

查询的数据，缓存和数据库都不存在，请求直接绕过Redis，全部打到数据库。大量非法空请求反复查询不存在数据，数据库压力暴涨。

2.常见场景

1.恶意攻击：故意查不存在ID、负数ID、异常参数

2.业务无效请求：前端传错参数、过期订单、已删除数据

3.解决方案

1.布隆过滤器

提前把所有合法的数据ID存入布隆过滤器，请求先过滤，不存在直接拦截，不查缓存与数据库

优点：占用内存极小、拦截效率高

缺点：存在极小误判，无法删除数据

2、缓存空值/默认值

查询数据库为空时，Redis存入空对象、空字符串，并设置较短的过期时间。

后续相同请求直接命中缓存，不在访问数据库

3.接口参数校验

• 拦截非法参数：负数ID，超长字符、违规格式，直接返回报错

4.限流封禁

对高频异常IP、帐号限流，恶意请求直接拉黑

三、缓存击穿

1.定义

热点 Key 突然失效，瞬间海量并发请求直接冲击数据库。特指单个超高热度 Key 过期，瞬间压力击穿数据库。

2.常见场景

秒杀商品、首页爆款、热搜数据、高频访问单个缓存键过期。

3.解决方案

1.互斥锁（分布式锁）

同一个 Key 只放行一个请求查数据库更新缓存，其余请求等待重试。常用：Redisson 分布式锁，避免并发击穿。

2.永不过期

热点数据不设置过期时间，后台定时主动更新缓存，杜绝过期击穿。

3.逻辑过期

缓存不物理删除，存入过期时间字段，业务判断过期后异步更新，旧数据照常返回。

4.热点数据定时预热

高峰期前主动刷新热门 Key，避免集中过期。

四、缓存雪崩

1.定义

大批量缓存 Key 同一时间失效 / Redis 服务宕机，所有请求全部访问数据库，瞬间压垮数据库。范围远大于击穿：大量键集体失效。

2.两大触发原因

1.过期时间集中：大量 key 设置相同 TTL，同一时刻集体失效

2.Redis 宕机、断电、集群故障、网络断开

3.解决方案

（1）解决批量过期雪崩

1. 过期时间加随机偏移量在原有过期时间基础，增加随机秒数，打散失效时间，避免集体过期。

2. 分层缓存本地 JVM 缓存 + Redis 二级缓存，Redis 失效优先

（2）解决 Redis 宕机雪崩

1. Redis 集群高可用主从复制、哨兵模式、集群分片，主节点故障自动切换从节点，保证服务不挂。

2. 服务降级Redis 不可用时，直接返回默认数据、兜底页面，不再查询数据库。

3. 熔断机制数据库压力超限直接熔断，拒绝新请求，保护核心业务。

4. 限流削峰限制每秒请求量，排队处理，避免瞬间洪峰涌入。

5. 数据持久化RDB+AOF 持久化，宕机重启快速恢复缓存数据。

五、三者核心区别

1.穿透：查不存在的数据，请求穿过两层

2.击穿：单个热点key过期，单点被瞬间打爆

3.雪崩：批量热点key失效/服务宕机，大范围崩溃

六、优化

1.合理设计缓存过期时间，杜绝统一过期

2.读写分离，分担数据库查询压力

3.缓存更新策略统一：更新数据库同步更新 / 淘汰缓存

4.监控缓存命中率、接口 QPS，提前预警异常