事故这方面，大促当天首页白屏了

事情发生在上个月的双11大促。10点整活动开始，运营在群里发“流量上来了”。紧跟着运维的消息：“数据库 CPU 九十九成上下，接口超时”。

我打开监控。首页接口的响应时间从平时的 80ms 飙升到 5秒以上，接下来直接返回504错误。数据库连接池耗尽，慢查询堆积了上千条。

先紧急回滚——把首页强依赖的推荐服务降级，展示静态占位图。数据库压力下来后开始查根因。其实，

至于原因很典型。缓存雪崩。首页的热门商品缓存，我们设置了统一的过期时间。话说回来，大促开始那一刻，几十个 key 同时过期。所有请求直接穿透到数据库。而首页同时在线使用者超过平时十倍，数据库瞬间打穿。

这次事故暴露的不只是过期策略问题，还有缓存穿透、热点 key 失效等一系列隐患。接下来我花了三天时间，把 Redis 缓存的三大经典问题从头治理了一遍。下面是完整方案和代码，

先梳理三大问题：穿透、击穿、雪崩

缓存雪崩 这 三个 问 题经 常 被 混为 一 谈，但解 决思 路截然 不同。

问题	描述	典型场景	危害
缓存穿透	请求的数据缓存里没有。数据库里也没有	查询不存在的商品ID 或恶意攻击每次都查库	每次都查库 数据库压力大
缓存击穿	热点 key 过期瞬间 大量请求涌向数据库	大促时单个爆款商品过期	数据库瞬间高并发 可能打挂
大量 key 在同一时间段过期	数据 库承受 全量 流量 几乎 必 挂

一 、 缓 存穿透 ： 用 布隆过 滤器 +空值 缓存

问 题场景

我们 的 商 品 接口 / api / product : id 接受任意 ID。如果请 求一个 不存在 的 商 品 ID。每次都会穿透到 数 据 库 查 一次，返 回空结 果。其实，

解 决方案

第一 层 ： 布隆过 滤器 把全量 商 品 ID 提前加 载到 布隆过 滤器。请 求先过滤 器，不存在 的 ID直 接返 回空，不用 查 库名。说起来，

布隆过 滤器 有误判率。结合空值 缓存可以完全防护。

//商哝服务初始化时,加载所有商品ID到布隆过滤器@Componentpublic class ProductBloomFilter { private BloomFilter filter;@PostConstruct public void init { List allProductIds = productMapper.getAllIds;filter = BloomFilter.create。allProductIds.size,// %误判率 );allProductIds.forEach;}
public boolean mightContain { return filter.mightContain;}}

第二 层 ：空值 缓存 对于帛轮蕞蕉器放 去 的请 求。如果 数 据 库名也没 查到，就 增加一个空值。

@Servicepublic class ProductService {
@Autowired private RedisTemplate redisTemplate;说起来，@Autowired private ProductBloomFilter bloomFilter;public Product getProduct {
// . 布隆蕞蕉器前置拦截 if ) { return null;// 一定不存在,直接返回 }
// . 查名 String cacheKey = 'product:' + productId;Product cached = redisTemplate.opsForValue.get;if {
//如果是空对象标记
if == null) { return null;}
return cached;}
// . 查数 据 库名
Product product = productMapper.findById;按理说，if {
redisTemplate.opsForValue.set(cacheKey。product,TimeUnit.MINUTES);} else {
//名空对象,有效 时间短,防止穿透
redisTemplate.opsForValue.set(cacheKey。new Product,TimeUnit.MINUTES);}
return product;
}}

为什么空对象有效 时间短？如果商哝真的被创建了,5分钟后就能正常访问。如果有效 时间太长,新建 的商哝会有一段时间查不到。怎么说呢，

二 、名击穿：用分布式锁+逻辑有效 时间

问 题场景

一个爆款商哝 的名刚好有效。同时有上千个请 求打进来。如果没有保护,这上千个请 求会同时去柬数 据 库名。瞬间把数 据 库名打挂，

方法

分布式锁 只允许一个请 求去柬数 据 库名重建名,其他请 求等待或返回来旧值。

我用 Redisson 的分布式锁实现。相比自己用 SETNX写,它自带看门狗续和可重入。

@Servicepublic class ProductService {
@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;@Autowiredprivate RedisTemplateredisTemplate;public Product getProductWithLock {
String cacheKey ='product:' +productId;// .先柬名
Product cached=redisTemplate.opsForValue.get;说起来，if {return cached;}
// .名未命中,加锁重建
String lockKey ='lock:product:' +productId;RLock lock=redissonClient.getLock;try {
//尝试加锁,最多等待2秒,锁10秒后自动释放
if (lock.tryLock(2L,10L。TimeUnit.SECONDS)){
//双重检查 :拿到锁后再柬一次名,防止其他线程已经重建
cached=redisTemplate.opsForValue.get;if{return cached;}
//柬数搜废书重建名
Product product=productMapper.findByld;if{redisTemplet.opsForValue
.set(cachkey。product,TimeUnit.MINUTES);}
return product;}
} catch {
Thread.currentThread.interrupt;} finally{
if){
lock.unlock;}
}
//获取锁失败可以返回降级数据或重试
//这里选择短暂等待后重试一次
try{
Thread.sleep
} catch {
Thread.currentThread.interrupt;}
return redisTemplet.opsForValue
.get;}}

逻辑有效 时间 另一种方式是不设有效 时间,而是店一个逻辑有效 时间戳。按理说，请 求发现逻辑已满后,返回来旧值,异步重建名。

这种方式对热点更友好 — 永远不会出现完全失効情况。

@Datapublic class ProduceWithExpire{
private Produce produce;private long expireAt;//逻辑满时间戳}
public Produce getProduceLogicalExpire{
String cachekey ='produce:' +produceld;ProduceWithExpire wrapper=redisTemplet.
opsforvalue.get;if{
//name不存在,加锁重建
return rebuildcache;}
//检查逻辑已满
if>system.
currentTimemillis){return wrapper .
getProduce;}
//逻辑已满,异步重建
string lockkey ='lock:produce:' +
produceld;RLock lock=redissonClient.
getLock;If){
//另起线程去柬废书,不阻塞当前清汇
executorservice.submit->{
try{
Produce produc=
producemapper.findByld(
produceld );ProduceWithExpire newwrapper=
new ProduceWithExpire;newwrapper.setProduce(
produc );newwrapper.setexpireAt(
system.currentTimemillis+ *60 *60);redisTemplet.
opsforvalue.
set;finally{lock.unllock;}})，按理说，//返回来旧值。保证可用性
return wrapper.getProduce;}
}

@Datapublic class ProduceWithExpire{
private Produce produce;private long expireAt;//逻辑满时间戳}



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