Redis缓存穿透、击穿、雪崩区别和解决

前言

用Redis做缓存，经常听到三个词：缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩。很多人搞不清区别，本文一次讲明白，附解决方法。

一、三个概念对比

问题	是什么	谁在访问	影响
缓存穿透	查一个不存在的数据，缓存没有，每次都去查数据库	恶意攻击/大量无效请求	数据库压力大
缓存击穿	一个热点key突然过期，大量请求同时打过去	正常用户	数据库瞬间压力大
缓存雪崩	大量key同时过期，或者Redis挂了	正常用户	数据库直接崩

二、缓存穿透

是什么

黑客故意查一个数据库里根本不存在的数据，缓存里也没有，每次请求都打到数据库。

例子： 查用户ID=-1，数据库里没有，缓存里也没有，每次都查数据库。

危害

数据库被大量无效请求打挂。

解决方法

方法1：缓存空值

数据库查不到，也往缓存里写一个空值，设个短过期时间。

// 先查缓存
$user = $redis->get("user:$id");

if ($user === false) {
    // 查数据库
    $user = mysqli_query("SELECT * FROM users WHERE id = $id");

    if (!$user) {
        // 查不到也缓存，设60秒过期
        $redis->setex("user:$id", 60, "null");
    } else {
        $redis->setex("user:$id", 3600, $user);
    }
}

方法2：布隆过滤器

在缓存前面加一层布隆过滤器，快速判断这个ID存在不存在。

不存在的直接返回，不用查数据库。

方法3：接口校验

在接口层就做参数校验，比如用户ID必须大于0，不合法的直接拒绝。

三、缓存击穿

是什么

一个热点key（比如首页热点新闻），突然过期了，这时候刚好有大量用户同时访问，所有请求都打到数据库。

和穿透的区别： 这个key本来是存在的，只是过期了。

危害

数据库瞬间压力暴增。

解决方法

方法1：互斥锁

只让一个线程去查数据库，其他线程等一下。

$lockKey = "lock:user:$id";

// 尝试加锁
if ($redis->setnx($lockKey, 1)) {
    // 加锁成功，查数据库
    $user = mysqli_query("SELECT * FROM users WHERE id = $id");
    $redis->setex("user:$id", 3600, $user);
    $redis->del($lockKey);
} else {
    // 加锁失败，等一下再读缓存
    sleep(100);
    $user = $redis->get("user:$id");
}

方法2：热点key不过期

热点数据不设过期时间，后台定时更新。

方法3：提前预热

在热点数据快过期前，主动后台更新缓存。

四、缓存雪崩

是什么

大量key在同一时间过期，或者Redis整个挂了，所有请求都打到数据库。

和击穿的区别：

• 击穿：一个key过期
• 雪崩：大量key同时过期

危害

数据库直接被打挂，整个服务不可用。

解决方法

方法1：过期时间加随机值

不要所有key都设3600秒过期，加个随机数错开。

// 基础3600秒，加0-600秒随机
$expire = 3600 + rand(0, 600);
$redis->setex("user:$id", $expire, $data);

方法2：Redis集群

Redis挂了还有备用的，不要单点。

方法3：服务降级

数据库扛不住的时候，直接返回默认数据或者报错，不要让请求都打过去。

方法4：热点数据永不过期

核心数据不设过期，后台异步更新。

五、总结对比

问题	原因	解决
缓存穿透	查不存在的数据	缓存空值 + 布隆过滤器
缓存击穿	热点key过期	互斥锁 + 热点永不过期
缓存雪崩	大量key同时过期	过期时间加随机 + Redis集群

六、常见坑

坑1：把穿透和击穿搞混

• 穿透：数据本来就不存在
• 击穿：数据存在，但缓存过期了

坑2：缓存空值不设过期时间

如果不设过期时间，以后这个数据真的有了，缓存还是空的。

解决： 空值也要设过期时间（比如60秒）。

坑3：互斥锁死锁

加了锁没释放，其他线程一直等。

解决： 锁也要设过期时间。

坑4：随机值加太小

所有key还是差不多同时过期。

建议： 随机范围至少几百秒。

总结

记住：

1. 穿透：查不存在的数据 → 缓存空值 + 布隆过滤器
2. 击穿：热点key过期 → 互斥锁 + 热点永不过期
3. 雪崩：大量key同时过期 → 过期时间加随机 + Redis集群

最简单的防雪崩：

$expire = 3600 + rand(0, 600);
$redis->setex($key, $expire, $data);

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