在開發中會面臨緩存異常可能會出現三個問題，分别是緩存雪崩、緩存擊穿和緩存穿透。這三個問題會導緻大量請求從緩存轉移到資料庫，如果請求的并發量很大的話，就會導緻資料庫崩潰。是以在面試官也會經常問這些問題。
緩存雪崩是指大量的請求無法在緩存中處理，進而将請求轉移到資料庫中，導緻資料壓力倍增。一個Redis執行個體可以支援萬級别的并發請求，而單個資料庫隻能支援千級别的并發請求。兩者處理請求并發能力相差十倍，資料庫會由于壓力過大而導緻雪崩。
這裡雪崩一般是由兩個原因組成，很多文章隻寫緩存同時過期的情況。
一般設定緩存資料會設定緩存時間，在某一時刻，大量的緩存同時過期，此時如果有請求通路這些資料的話，緩存不存在，會将請求轉移到資料庫，如果這些的請求量比較大的，導緻資料庫的壓力增大，嚴重會導緻資料庫崩潰。
針對大量緩存同時失效帶來的雪崩，有兩種解決方案。
應該避免給資料設定相同的過期時間，在設定過期時間時，增加一點随機值。
服務降低，比如使用hystrix，是指發生雪崩時，針對不同的資料采取不同的處理方式。
請求資料是非核心資料（比如商品屬性），暫時停止從緩存查詢資料，直接傳回預定資訊、空值或者錯誤值。
請求資料是核心資料（比如商品庫存、價格），仍然查詢緩存，如果緩存缺失，繼續在資料庫讀取。
redis服務發生當機，無法處理請求，這就會導緻全部轉移到資料庫去，發生雪崩。
服務熔斷，就是發生雪崩時，暫停對緩存的通路。等redis服務恢複正常後，再允許通路緩存。
對redis所在的伺服器進行名額監控，比如QPS、CPU使用率、記憶體使用率等，如果發現redis服務當機，而資料庫請求壓力倍增，此時可以啟動熔斷機制，暫停對緩存和資料庫的通路，比如使用Hystrix服務熔斷。
但是暫停對緩存系統的通路，但是對整個業務系統影響很大，導緻很多資料不能檢視。為了減少這種影響還有另一個方案：請求限流。
請求限流，就是限制前端請求每秒請求量，使得資料庫能承受前端全部請求。
比如前端允許每秒通路1000次，其中900請求緩存，100次才請求資料庫。
一旦發生雪崩，資料庫每秒請求激增到1000次，此時啟動請求限流，在前端入口隻允許每秒請求100次，過多的請求直接拒絕。
無論使用服務熔斷或請求限流都是是發生雪崩後處理，這裡還有事先預防的方案。
通過主從節點的方式建構redis叢集，如果redis主節點當機，從節點可以切換成主節點。
緩存擊穿是指，針對某個通路緩存非常頻繁，無法在緩存中處理，通路該資料的請求一下子都請求資料庫，導緻資料庫壓力倍增。
對于通路特别頻繁的熱點資料，就不設定過期時間
如果緩存失效，隻有拿到鎖才能通路資料庫，降低資料庫并發通路。
緩存雪崩和緩存擊穿的差别在于雪崩是大量的緩存，擊穿是單一的緩存。
緩存穿透是指通路的資料既不在redis緩存中，也不在資料庫中，因為資料庫也不存在資料，也無法将資料庫資料寫入緩存中，每次請求都要請求緩存和伺服器。不過這樣也導緻系統性能下降。
緩存穿透會發生如下兩種情況：
誤操作，删除了緩存和資料的資料。
惡意攻擊： 專門通路資料庫中不存在的資料。
發生緩存穿透，在redis中緩存一個空值或者實作預選設定好的值（比如0），後續請求查詢直接在redis中讀取空值或者預設值。
布隆過濾器由一個初值都為0的bit數組和N個哈希函數組成，可以用來快速判斷某個資料是否存在。當資料寫入資料庫時，布隆過濾器會通過三個操作完成标記：
使用N個hash函數，分别計算這個資料的hash值，得到N個hash值。
把這N個hash值對bit數組的長度取模，得到每個hash值在數組中對位置。
把對應位置設定為1。如果資料不存在，那麼就沒用使用布隆過濾器标記過資料，那麼，bit數組對應的bit位為零。隻要bit數組有一個不為1，就表明布隆過濾器就沒标記過該資料。
把資料寫入資料庫時，使用布隆過濾器做标記
當緩存消失後，在去資料庫查詢之前，通過查詢布隆過濾器判斷資料是否存在，如果不存在，就不查詢資料庫。
還有在請求入庫添加檢測，把惡意請求（參數不合理、參數非法、參數不存在或者id小于0）直接過濾掉。
緩存雪崩
* 電商首頁資料（電腦端、手機端），比如分類。設定這一類的緩存需要給過期時間添加随機數
緩存擊穿
電商首頁的猜你喜歡商品，不設定逾時時間，或者設定互斥鎖
緩存穿透
電商商品詳情中請求不存在的id，首先要設定入口驗證，然後使用布隆過濾器，不存在直接傳回
緩存雪崩和緩存擊穿主要是資料不在緩存上，而緩存穿透是資料既不在緩存上，也不在資料上。
給過期時間加上小的随機數
服務降級
服務熔斷
請求限流
redis 設定主從叢集
不設定過期時間
入口進行合法性驗證
使用空值或者預設值
使用布隆過濾器快速判斷
使用服務降低、請求熔斷、請求限制會影響使用者使用體驗，最好使用預防方案。
針對緩存雪崩，合理設定資料過期時間，以及搭建redis主從叢集。
針對緩存擊穿，不要設定過期時間。
針對緩存穿透，在請求入口做規範校驗，以及使用布隆過濾器判斷資料是否存在。
如何解決緩存雪崩、擊穿、穿透難題