緩存技術(shù)可以用來減輕數(shù)據(jù)庫的壓力，提升訪問效率。目前在企業(yè)項目中對緩存也是越來越重視。但是緩存不是說隨隨便便加入項目就可以了。將緩存整合到項目中，這才是第一步。而緩存帶來的穿透問題，進(jìn)而導(dǎo)致的雪蹦問題都是我們迫切需要解決的問題。本篇文章將我平時項目中的解決方案分享給大家，以供參考。

一、緩存穿透的原理

緩存的正常使用如圖：

如圖所示，緩存的使用流程：

1、先從緩存中取數(shù)據(jù)，如果能取到，則直接返回數(shù)據(jù)給用戶。這樣不用訪問數(shù)據(jù)庫，減輕數(shù)據(jù)庫的壓力。

2、如果緩存中沒有數(shù)據(jù)，就會訪問數(shù)據(jù)庫。

這里面就會存在一個BUG，如圖：

如圖，緩存就像是數(shù)據(jù)庫的一道防火墻，將請求比較頻繁的數(shù)據(jù)放到緩存中，從而減輕數(shù)據(jù)庫的壓力。 但是如果有人惡意攻擊，那就很輕松的穿透你的緩存，將所有的壓力都給數(shù)據(jù)庫。比如上圖，你緩存的key都是正整數(shù)，但是我偏偏使用負(fù)數(shù)作為key訪問你的緩存，這樣就會導(dǎo)致穿透緩存，將壓力直接給數(shù)據(jù)庫。

二、導(dǎo)致緩存穿透的原因

緩存穿透的問題，肯定是再大并發(fā)情況下。依此為前提，我們分析緩存穿透的原因如下：

1、惡意攻擊，猜測你的key命名方式，然后估計使用一個你緩存中不會有的key進(jìn)行訪問。

2、第一次數(shù)據(jù)訪問，這時緩存中還沒有數(shù)據(jù)，則并發(fā)場景下，所有的請求都會壓到數(shù)據(jù)庫。

3、數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也是空，這樣即使訪問了數(shù)據(jù)庫，也是獲取不到數(shù)據(jù)，那么緩存中肯定也沒有對應(yīng)的數(shù)據(jù)。這樣也會導(dǎo)致穿透。

三、解決緩存穿透

緩存穿透在于一步步規(guī)避穿透的原因，如圖：

如上圖所示，解決的步驟如下：

1、再web服務(wù)器啟動時，提前將有可能被頻繁并發(fā)訪問的數(shù)據(jù)寫入緩存?！@樣就規(guī)避大量的請求在第3步出現(xiàn)排隊阻塞。

2、規(guī)范key的命名，并且統(tǒng)一緩存查詢和寫入的入口。這樣，在入口處，對key的規(guī)范進(jìn)行檢測。–這樣保存惡意的key被攔截。

3、Synchronized雙重檢測機制，這時我們就需要使用同步（Synchronized）機制，在同步代碼塊前查詢一下緩存是否存在對應(yīng)的key，然后同步代碼塊里面再次查詢緩存里是否有要查詢的key。 這樣“雙重檢測”的目的，還是避免并發(fā)場景下導(dǎo)致的沒有意義的數(shù)據(jù)庫的訪問（也是一種嚴(yán)格避免穿透的方案）。

這一步會導(dǎo)致排隊，但是第一步中我們說過，為了避免大量的排隊，可以提前將可以預(yù)知的大量請求提前寫入緩存。

4、不管數(shù)據(jù)庫中是否有數(shù)據(jù)，都在緩存中保存對應(yīng)的key，值為空就行。–這樣是為了避免數(shù)據(jù)庫中沒有這個數(shù)據(jù)，導(dǎo)致的平凡穿透緩存對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。

5、第4步中的空值如果太多，也會導(dǎo)致內(nèi)存耗盡。導(dǎo)致不必要的內(nèi)存消耗。這樣就要定期的清理空值的key。避免內(nèi)存被惡意占滿。導(dǎo)致正常的功能不能緩存數(shù)據(jù)。