缓存穿透/击穿/雪崩
面试必考三连：穿透、击穿、雪崩。名字像，机制完全不同，先记一句话定位，再展开。
| 问题 | 一句话 | 打的是谁 |
|---|---|---|
| 穿透 | 查一个不存在的数据，缓存和库都没有 | 数据库（每次请求都穿透到库） |
| 击穿 | 一个热点 key 过期瞬间，大量请求同时打库 | 数据库（单点瞬间流量） |
| 雪崩 | 大量 key 同时过期或 Redis 挂了，流量全打库 | 数据库（整体流量） |
缓存穿透
现象：恶意或巧合的请求查不存在的 key（如负数 ID），缓存永远 miss，每次都打到数据库，可能拖垮库。
解法：
| 方案 | 做法 | 取舍 |
|---|---|---|
| 缓存空值 | 查不到也缓存，TTL 设短（几分钟） | 简单，需防大量空 key 占内存 |
| 布隆过滤器 | 请求先过过滤器，不存在直接返回 | 内存省，有误判（存在可能漏过） |
| 参数校验 | 非法参数直接拒绝 | 治标，防不住合法格式的无效 key |
缓存击穿
现象：热点 key（如秒杀商品）在过期瞬间，大量并发请求同时 miss，一起打到数据库。
解法：
- 互斥锁：第一个请求拿锁重建缓存，其他请求等待或返回旧值。锁粒度要细，避免串行化所有读
- 逻辑过期：不设物理 TTL，value 里带过期时间戳；读到逻辑过期时异步重建，请求先返回旧数据。实现复杂但无锁等待
缓存雪崩
现象：大量 key 同一时刻过期（如统一 TTL），或 Redis 实例宕机，流量瞬间全部打到数据库。
解法：
- TTL 打散：过期时间加随机值（基础值加 0 到 300 秒随机），避免整批过期
- 多级缓存：本地缓存（如 Caffeine）挡第一层，Redis 第二层，数据库兜底
- 高可用：哨兵/集群防单点宕机，宕机期间限流降级
- 限流降级：数据库侧限流，返回降级数据（如旧缓存、默认值）
对比与优先级
- 穿透和击穿、雪崩的防护可以叠加：布隆过滤器挡穿透，TTL 打散挡雪崩，互斥锁挡击穿
- 面试话术顺序：先说现象和危害，再说方案，再说取舍（空值缓存的内存代价、布隆过滤器的误判率、锁的粒度）
面试追问
- 穿透和击穿的区别？ 穿透是数据不存在每次打库；击穿是热点 key 过期瞬间打库。一个是“有没有”的问题，一个是“过期时机”的问题
- 布隆过滤器有误判吗？ 有，只能保证“不存在的一定不在”，存在可能误判。误判率由位数组大小和哈希函数数控制
- 互斥锁怎么实现？ SETNX 拿锁重建缓存，其他请求拿不到就等或返回旧值。注意锁要设过期时间防死锁
- 逻辑过期和互斥锁怎么选？ 要求强一致用互斥锁（有短暂等待），允许短暂旧数据用逻辑过期（无等待）
- 雪崩的 TTL 打散怎么做？ TTL = 基础时间 + 随机偏移，让过期时刻均匀分布