三大缓存问题的本质

缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩——面试必问、线上必踩的三大坑。名字相似，成因与应对方案却完全不同。搞清楚它们，才能设计出高可靠的Redis缓存架构。

缓存穿透：查不存在的数据

攻击者疯狂查询数据库中根本不存在的key，每次请求都绕过缓存直击数据库。应对方案有两种：布隆过滤器预判key是否存在，不存在直接拦截；或者对空值也缓存（设置1-2分钟短过期时间）。这套手段能有效防御缓存穿透攻击。

缓存击穿：热点数据过期

某个热点key在过期瞬间遭遇海量并发请求，所有线程同时去数据库加载数据。解法有三：互斥锁（只让一个请求去查数据库，其余等待）、逻辑过期（缓存永不过期，异步线程刷新）、永远不过期+定时更新。本质是保证热点key在失效瞬间只有较少请求打到后端，从而避免缓存击穿。

缓存雪崩：大量key同时过期

同一时间点大量缓存过期，请求直接压垮数据库。解决思路：在设置过期时间时加入随机偏移（如1-5分钟随机值），避免集中失效。对于核心数据，采用多级缓存架构——本地Caffeine + Redis分布式缓存。此外，结合数据分析手段监控key的过期分布，提前发现雪崩风险。

常见问题 FAQ

1. 缓存穿透和缓存击穿的区别是什么？穿透是查不存在的key，每次都穿透缓存；击穿是热点key失效那一刻，大量并发请求同时打过来。
2. 布隆过滤器误判怎么办？允许极少误判（概率可控），误判时数据库还能扛住。如果业务不允许任何误判，改用空值缓存方案。
3. 互斥锁在高并发下性能如何？只有第一个请求加锁查库，后续请求等待并复用缓存，对QPS有短暂下降，但对数据库保护效果明显。
4. 多级缓存中本地缓存和Redis如何协同？本地缓存存高频热点数据（秒级TTL），Redis存全量缓存（分钟级TTL），DB作为兜底。三者命中率可通过数据分析调优。
5. 过期时间加随机值具体怎么加？在基准过期时间上加上[0, 300]秒随机数，比如基准3600秒，实际在3600～3900秒之间随机，打散失效时间。