开启掘金成长之旅！这是我参与「掘金日新计划 · 2 月更文挑战」的第 5 天，点击查看活动详情

1.什么是缓存穿透

缓存穿透是指客户端发送的请求在redis缓存和数据库中都无法查询到数据，如果有大量请求到来，那么redis无法被命中的情况下，大量的请求将会访问数据库，造成数据库崩溃。值得注意的是，这时的redis还是好好的。

缓存穿透的条件总结如下：

redis和数据库不存在请求所需的数据。
大量请求持续访问数据库，造成服务器压力增大。

2.解决缓存穿透的思路

对空值缓存：如果一个查询返回的数据为空（不管是数据是否不存在），我们仍然把这个空结果（null）进行缓存，设置空结果的过期时间会很短，最长不超过五分钟
设置可访问的名单（白名单）：使用bitmaps类型定义一个可以访问的名单，名单id作为bitmaps的偏移量，每次访问和bitmap里面的id进行比较，如果访问id不在bitmaps里面，进行拦截，不允许访问
采用布隆过滤器：(布隆过滤器（Bloom Filter）是1970年由布隆提出的。它实际上是一个很长的二进制向量(位图)和一系列随机映射函数（哈希函数）。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般的算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难。将所有可能存在的数据哈希到一个足够大的bitmaps中，一个一定不存在的数据会被这个bitmaps拦截掉，从而避免了对底层存储系统的查询压力。
进行实时监控：当发现Redis的命中率开始急速降低，需要排查访问对象和访问的数据，和运维人员配合，可以设置黑名单限制服务

3.实践

下面的代码实践是演示缓存空值来应对Redis缓存穿透的问题。以往我们查询商铺信息，并将信息缓存到redis的代码业务逻辑如下图所示：

现在，我们要对我们的业务逻辑做一点小修改。我们发现，以往我们在数据库中查询得到数据，就将数据缓存到redis中，并将数据返回给用户，如果查询不到数据，就给用户返回异常。而避免缓存穿透的重点在于避免大量数据直接访问数据库，为此我们业务逻辑修改后，如下图所示：

说明：

大家可以先看注释5，当数据库不存在该数据的时候，我们将空值保存到缓存中，而这个空值不是直接写java的null，我们这里是用一个空字符串，即""。CACHE_NULL_TTL是我们自定义的常量，是过期时间。毕竟缓存的是空值，除了避免缓存穿透外，没有其他太大的意义。给它一个缓存有效期，那么后期没有人访问的时候，将这个空值缓存剔除。

注释2那里已经判断了从redis中是否有获取数据了，为什么后面还要再有一个if判断？StrUtil.isNotBlank判断为true的标准是StrUtil.isNotBlank("abc")。像StrUtil.isNotBlank("")，StrUtil.isNotBlank(null)，StrUtil.isNotBlank("\t\n")都是false。所以如果注释2没执行的话，说明redis里面缓存的可能是空值""，我们在再进一步判断是否等于null。如果你从redis能取出东西，但是又无法返回，而且不等于null，那么说明你取得的是空值，再这里就可以返回了，不然你还会去查询数据库。

缓存穿透代码的逻辑重点在于当数据库查询不到数据的时候，将空值存进redis后，当有请求再来的时候，要判断是否拿到了空值，拿到了空值就返回，不要再去查询数据库了。

@GetMapping("/{id}")
public Result queryShopById(@PathVariable("id") Long id) {
    return shopService.queryById(id);
}

@Resource
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@Override
public Result queryById(Long id) {
    //String key = "cache:shop:" + id;
    String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id;
    //1.从redis查询商铺缓存
    String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
    //2.判断是否存在
    if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
        //3.redis存在，直接返回
        Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
        return Result.ok(shop);
    }
    //判断命中的是否是redis缓存的空值
    if (shopJson != null){
        //返回错误信息
        return Result.fail("店铺信息不存在！");
    }
    //4.redis不存在，根据id查询数据库
    Shop shop = getById(id);
    //5.数据库不存在，返回错误
    if (shop == null){
        //将空值写入redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"",CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES);
        return Result.fail("店铺不存在");
    }
    //6.数据库存在，写入redis
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(shop),CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
    //7.返回
    return Result.ok(shop);
}

Redis缓存穿透的解决思路

1.什么是缓存穿透

2.解决缓存穿透的思路

3.实践