1.什么是缓存穿透

1.1基本概念

缓存命中率是缓存的生命线

缓存失效会导致大量的请求查数据库，阻塞

应该避免缓存穿透

1.2什么是缓存穿透

在缓冲中没有数据，进入数据库查询的行为

• 缓存穿透是不可避免（容量有上限，需要淘汰数据）
• 热点数据28原则
• 要避免大量的请求穿透，数据库扛不住

2.缓存穿透解决方案

2.1回种空值

实现：

• 将空值回存到缓存中
• 由于其是空数据，设置较短的过期时间

缺点

• 存大量的空值内容，占用内存
• 还会占用有用的信息，导致命中率降低

2.2布隆过滤器

实现：

• 由一个二进制数组和一个Hash数组组成
• 根据key hash后，将数组的值置为1

具体实现：

• 初始化一个大数组
• 选择合适hash算法，将用户ID计算出的值映射到大数组
• 每次查询，先查询布隆过滤器
  • 有则继续查询缓存
  • 没有则直接返回
• false positive
  • 元素可能存在 又可能出错
  • 元素不存在 一定不存在
  • 非常适合解决缓存穿透问题
• 优点
  • 提升缓存命中率
  • 时间复杂度o（1）
• 缺点
  • 存在误判几率
    • 原因：因为hash会存在碰撞（容纳数据的数组是有限的）
  • 不支持删除元素
    • 避免导致判断存在元素的误判
    • 解决办法，每次加1，当删除元素后每次减1（将数组的bit位转换成byte，明显增加数组空间）
• 提升
  • 可以使用多个hash算法，提升缓存命中率
• 好的建议
  • 多个hash函数，减少误判几率
  • 提前评估消耗的内存空间

2.3狗桩效应

• 基本概念
  • dog-pile effect，当一瞬间缓存失效，导致同一时间的请求并发涌入数据库
• 解决办法
  • 热点缓存失效后，启动后台进程，穿透到数据库。缓存未加载之前，访问这个缓存的请求直接返回
  • 设置分布式锁，只有获取锁请求才能够够穿透数据库
    • 等分布式锁解锁后，缓存中应该就有数据了

3.课程小结

• 回传空值是常见思路，实现简单，占据一定空间（优先使用这种方案）
• 布隆过滤器会引入新的组件
• 狗桩效用可以设置分布式锁+后台线程定时加载
• 缓存的最终目标是减少脆弱的数据库的并发访问