在互聯網時代，大流量、海量數據、高并發是每個企業都渴望又害怕的名詞，渴望是因為它們代表著提供的服務用戶愿意買單、有價值；害怕是因為一旦用戶全上來了，系統不能正常為用戶提供服務，讓用戶失望，最終選擇離開。僅靠著超高配置的服務器資源，還是很難支撐高并發的場景。因此我們需要緩存。

緩存在計算機的世界里無處不在，在CPU中有一級二級三級緩存，在Linux操作心態中有TLB加速虛擬地址和物理地址的轉化，在應用服務中有redis數據庫進行數據緩存，在瀏覽器或app中有本地緩存。可以說緩存是非常重要了，有了它，整個世界仿佛都變美好了，刷網頁很快就有數據的返回，再也不用一直苦苦等待了。

通過一個簡單的例子來看看緩存是什么？我們知道數據都是存儲在數據庫里的，而數據庫數據一般都存儲在磁盤上。當用戶請求從前端過來時，如果直接去訪問獲取磁盤的數據庫數據，就會非常慢。如果有了緩存，在用戶請求到達之后，業務線程就會先訪問緩存，如果緩存命中就直接返回用戶，如果沒有命中，則繼續請求磁盤數據庫數據，獲取后返回用戶，同時將磁盤獲取的數據結果回寫到緩存系統，為下次請求做好準備。

可是這么強大的緩存系統，其實也存在很多問題呢，那便是緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透。不過也不要害怕，有問題就有解法，我們慢慢的往下看。

所謂緩存雪崩，指的是緩存數據同一時間大量失效，所有的請求全打到數據庫，導致數據庫在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時候，用戶都會打開淘寶買東西，有的人是真的有需要買的，有的人就是湊個熱鬧，不管怎么樣，這時候首頁的壓力就非常大了，為了滿足所有用戶都可以訪問到數據，阿里的程序員們將首頁數據緩存到redis里，并設置redis失效時間是12小時。我們知道redis是內存數據庫，那訪問速度，杠杠的啊。數據緩存后用戶們買的很開心，程序員們也很開心，系統都還好著呢…..慢慢的12個小時過去了，用戶購物的熱情不減啊，還是大量的用戶請求在過來，然而首頁redis緩存的數據全失效了，這時候redis里沒有數據了，用戶請求直接撲向數據庫，數據庫哪能扛的住啊，直接垮掉。

應對緩存雪崩，我們也有一些辦法，比如隨機設置key的失效時間，避免大量的key同時失效，比如不要設置過期時間或把過期時間設置的很長，再比如運行定時任務，隨時監控緩存情況，在失效前刷新進新的緩存。

所謂緩存穿透，指的是緩存中沒有緩存到該數據，從而導致請求直接到達數據庫，數據庫在巨大壓力下掛掉。比如在雙十一的時候，有黑客經過多次攻擊測試發現混沌炸雞（假設商品ID為-1）這個商品在網站上沒有，于是便寫了一個腳本，大量的去請求這個商品，redis緩存一看我只有炸雞商品，不滿足需求啊，于是就放到數據庫那里了，所有的請求全放給數據庫了，數據庫說我也沒有啊，但還是不斷的被接受輪詢，結果直接垮掉。

應對緩存穿透，我們也有一些辦法，比如對于某些不存在的數據緩存在redis時設置為null，比如對請求參數進行校驗，不合法的直接攔截，比如增加安全防護，定期掃描，有發現不正常的數據直接將該請求的IP地址加入黑名單。

所謂緩存擊穿，指的是緩存的熱點數據突然失效導致大量的請求都去訪問數據庫，數據庫扛不住壓力，直接掛掉。比如雙十一的時候，iPhone12在凌晨00:00-01:00可1分錢搶購，哇，這個可是真便宜呢，程序員們也預測到了商品的火爆，于是將iPhone12的商品信息緩存到redis中，設置了1小時過期。iPhone12是新推出的商品，引起了一億人的關注，男女老少全都蜂擁而至，只為了搶購一個iPhone，到了59分的時候，突然iPhone12在redis的數據過期了，這時候大量的請求都到了數據庫，數據庫直接垮掉了。

應對緩存擊穿，我們也有一些辦法，比如設置熱點數據永不過期，比如給數據加鎖，當有線程請求不到數據時，其它的用戶線程也無法請求數據，直到第一個線程拿到數據后，去redis緩存起來，其它的線程仍然走緩存拿數據，比如服務降級，直接返回“商品太火爆了，系統暫時休息會兒”。

通過本文的介紹，相信你對緩存、緩存雪崩、緩存擊穿、緩存穿透也有了對應的了解了吧。當你所在的業務因為高并發、大數據量準備啟用緩存策略時，對于緩存可能帶來的雪崩、擊穿、穿透問題要做好防護措施，這樣大家都可以開開心心的玩耍了！