Redis缓存实战：彻底解决缓存穿透、击穿、雪崩三大难题

前言

Redis缓存是Java开发中最常用的技术之一，但缓存穿透、击穿、雪崩三大问题也是面试高频考题。本文结合实战代码，带你彻底搞懂这三大难题。
一、缓存穿透

问题描述

查询一个数据库和缓存中都不存在的key，每次请求都打到数据库，大量请求可能拖垃数据库。
解决方案

1. 缓存空对象

1. @Service
2. public class UserService {
3.     @Autowired
4.     private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
5.     @Autowired
6.     private UserMapper userMapper;
8.     public User getUserById(Long id) {
9.         String key = "user:" + id;
10.         // 查询缓存
11.         User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get(key);
12.         if (user != null) {
13.             return user.getId() == null ? null : user; // 返回空对象表示不存在
14.         }
15.         // 查询数据库
16.         user = userMapper.selectById(id);
17.         if (user == null) {
18.             // 缓存空对象，设置短过期时间
19.             redisTemplate.opsForValue().set(key, new User(), 5, TimeUnit.MINUTES);
20.             return null;
21.         }
22.         redisTemplate.opsForValue().set(key, user, 30, TimeUnit.MINUTES);
23.         return user;
24.     }
25. }

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2. 布隆过滤器：将所有合法key存入Bloom Filter，请求先过滤器，不存在的key直接拖到。
二、缓存击穿

问题描述

查询一个缓存刚好失效的key，大量请求同时打到数据库。
解决方案

互斥锁（推荐）

1. public User getUserById(Long id) {
2.     String key = "user:" + id;
3.     User user = (User) redisTemplate.opsForValue().get(key);
4.     if (user != null) return user;
6.     // 加分布式锁
7.     String lockKey = "lock:user:" + id;
8.     Boolean locked = redisTemplate.opsForValue()
9.         .setIfAbsent(lockKey, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
11.     if (Boolean.TRUE.equals(locked)) {
12.         try {
13.             // 再次查询缓存（可能其他线程已经写入）
14.             user = (User) redisTemplate.opsForValue().get(key);
15.             if (user == null) {
16.                 user = userMapper.selectById(id);
17.                 redisTemplate.opsForValue().set(key, user, 30, TimeUnit.MINUTES);
18.             }
19.         } finally {
20.             redisTemplate.delete(lockKey);
21.         }
22.     } else {
23.         // 未获得锁，稍等重试
24.         Thread.sleep(50);
25.         return getUserById(id);
26.     }
27.     return user;
28. }

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三、缓存雪崩

问题描述

大量缓存key同时失效，大量请求同时打到数据库。
解决方案

1. 过期时间加随机偶数

1. // 设置缓存时加随机偶数，避免同时失效
2. int randomExpire = 30 + new Random().nextInt(10); // 30~40分钟
3. redisTemplate.opsForValue().set(key, user, randomExpire, TimeUnit.MINUTES);

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2. 多级缓存：本地缓存（Caffeine）+ Redis两级，即使 Redis雪崩也有本地缓存托底。
3. 缓存预热：项目启动时提前将热点数据加载到缓存。
总结

问题原因解决方案缓存穿透key不存在空对象 / 布隆过滤器缓存击穿key失效瞬间互斥锁 / 逆机制缓存雪崩大量同时失效随机过期 / 多级缓存本文由AI辅助创作。

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