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缓存问题是程序员在学习软件编程开发技术的时候需要重点关注的问题之一，下面我们就通过案例分析来简单了解一下，Java编程开发常见缓存问题分析。

一、缓存击穿

缓存击穿：一个并发访问量比较大的key在某个时间过期，导致所有的请求直接打在DB上。

缓存击穿会增大数据库的负载，我们看看怎么缓解。

缓存击穿如何解决

加锁更新

查询缓存，发现缓存中不存在，加锁，让其它线程等待，只让一个线程去更新缓存。

异步更新

还有一个可行的方案是把缓存设置永不过期。那缓存怎么更新呢?通过异步的方式去更新缓存。

比如后台设置一个守护线程定时更新缓存，但这种定时比较难以把握。

异步更新机制实际上更适合用于缓存预热。

二、缓存穿透

缓存穿透：缓存穿透指的查询缓存和数据库中都不存在的数据，这样每次请求直接打到数据库，就好像缓存不存在一样。

缓存穿透将导致不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，失去了缓存保护后端存储的意义。

缓存穿透可能会使后端存储负载加大，如果发现大量存储层空命中，可能就是出现了缓存穿透问题。

缓存穿透如何解决

缓存空值/默认值

一种方式是在数据库不命中之后，把一个空对象或者默认值保存到缓存，之后再访问这个数据，就会从缓存中获取，这样就保护了数据库。

缓存空值有两大问题：

空值做了缓存，意味着缓存层中存了更多的键，需要更多的内存空间(如果是攻击，问题更严重)，比较有效的

方法是针对这类数据设置一个较短的过期时间，让其自动剔除。

缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，可能会对业务有一定影响。

例如过期时间设置为5分钟，如果此时存储层添加了这个数据，那此段时间就会出现缓存层和存储层数据的不一致。

这时候可以利用消息队列或者其它异步方式清理缓存中的空对象。

三、缓存雪崩

缓存雪崩：当某⼀时刻发⽣⼤规模的缓存失效的情况，例如缓存服务宕机、大量key在同一时间过期，这样的后果就是⼤量的请求进来直接打到DB上，可能导致整个系统的崩溃，称为雪崩。

缓存雪崩如何解决

提高缓存可用性

集群部署：通过集群来提升缓存的可用性，可以利用Redis本身的RedisCluster或者三方集群方案如Codis等。

多级缓存：设置多级缓存，一级缓存失效的基础上，访问二级缓存，每一级缓存的失效时间都不同。

过期时间

均匀过期：为了避免大量的缓存在同一时间过期，可以把不同的key过期时间随机生成，避免过期时间太过集中。

热点数据永不过期。

熔断降级

服务熔断：当缓存服务器宕机或超时响应时，为了防止整个系统出现雪崩，暂时停止业务服务访问缓存系统。

服务降级：当出现大量缓存失效，而且处在高并发高负荷的情况下，在业务系统内部暂时舍弃对一些非核心的接口和数据的请求，而直接返回一个提前准备好的fallback(退路)错误处理信息。

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