Redis 缓存雪崩，缓存击穿，缓存穿透解决

数据库服务器崩溃（1）
1. 系统平稳运行过程中，忽然数据库连接量激增
2. 应用服务器无法及时处理请求
3. 大量408，500错误页面出现
4. 客户反复刷新页面获取数据
5. 数据库崩溃
6. 应用服务器崩溃
7. 重启应用服务器无效
8. Redis服务器崩溃
9. Redis集群崩溃
10. 重启数据库后再次被瞬间流量放倒


问题排查
11. 在一个较短的时间内，缓存中较多的key集中过期
12. 此周期内请求访问过期的数据，redis未命中，redis向数据库获取数据
13. 数据库同时接收到大量的请求无法及时处理
14. Redis大量请求被积压，开始出现超时现象
15. 数据库流量激增，数据库崩溃
16. 重启后仍然面对缓存中无数据可用
17. Redis服务器资源被严重占用，Redis服务器崩溃
18. Redis集群呈现崩塌，集群瓦解
19. 应用服务器无法及时得到数据响应请求，来自客户端的请求数量越来越多，应用服务器崩溃
20. 应用服务器，redis，数据库全部重启，效果不理想
问题分析
短时间范围内
大量key集中过期


解决方案（道）
21. 更多的页面静态化处理
22. 构建多级缓存架构
Nginx缓存+redis缓存+ehcache缓存
23. 检测Mysql严重耗时业务进行优化
对数据库的瓶颈排查：例如超时查询、耗时较高事务等
24. 灾难预警机制
监控redis服务器性能指标
CPU占用、CPU使用率
内存容量
查询平均响应时间
线程数
25. 限流、降级
短时间范围内牺牲一些客户体验，限制一部分请求访问，降低应用服务器压力，待业务低速运转后再逐步放开访问


解决方案（术）
26. LRU与LFU切换
27. 数据有效期策略调整
根据业务数据有效期进行分类错峰，A类90分钟，B类80分钟，C类70分钟
过期时间使用固定时间+随机值的形式，稀释集中到期的key的数量
28. 超热数据使用永久key
29. 定期维护（自动+人工）
对即将过期数据做访问量分析，确认是否延时，配合访问量统计，做热点数据的延时
30. 加锁
慎用！

数据库服务器崩溃（2）
1. 系统平稳运行过程中
2. 数据库连接量瞬间激增
3. Redis服务器无大量key过期
4. Redis内存平稳，无波动
5. Redis服务器CPU正常
6. 数据库崩溃


问题排查
7. Redis中某个key过期，该key访问量巨大
8. 多个数据请求从服务器直接压到Redis后，均未命中
9. Redis在短时间内发起了大量对数据库中同一数据的访问


问题分析
单个key高热数据
key过期


解决方案（术）
1. 预先设定
以电商为例，每个商家根据店铺等级，指定若干款主打商品，在购物节期间，加大此类信息key的过期时长
注意：购物节不仅仅指当天，以及后续若干天，访问峰值呈现逐渐降低的趋势
2. 现场调整
监控访问量，对自然流量激增的数据延长过期时间或设置为永久性key
3. 后台刷新数据
启动定时任务，高峰期来临之前，刷新数据有效期，确保不丢失
4. 二级缓存
设置不同的失效时间，保障不会被同时淘汰就行
5. 加锁
分布式锁，防止被击穿，但是要注意也是性能瓶颈，慎重！

数据库服务器崩溃（3）
1. 系统平稳运行过程中
2. 应用服务器流量随时间增量较大
3. Redis服务器命中率随时间逐步降低
4. Redis内存平稳，内存无压力
5. Redis服务器CPU占用激增
6. 数据库服务器压力激增
7. 数据库崩溃


问题排查
1. Redis中大面积出现未命中
2. 出现非正常URL访问


问题分析
获取的数据在数据库中也不存在，数据库查询未得到对应数据
Redis获取到null数据未进行持久化，直接返回
下次此类数据到达重复上述过程
出现黑客攻击服务器




解决方案（术）
1. 缓存null
对查询结果为null的数据进行缓存（长期使用，定期清理），设定短时限，例如30-60秒，最高5分钟
2. 白名单策略
提前预热各种分类数据id对应的bitmaps，id作为bitmaps的offset，相当于设置了数据白名单。当加载正常数据时，放
行，加载异常数据时直接拦截（效率偏低）
 使用布隆过滤器（有关布隆过滤器的命中问题对当前状况可以忽略）
3. 实施监控
实时监控redis命中率（业务正常范围时，通常会有一个波动值）与null数据的占比
非活动时段波动：通常检测3-5倍，超过5倍纳入重点排查对象
活动时段波动：通常检测10-50倍，超过50倍纳入重点排查对象
根据倍数不同，启动不同的排查流程。然后使用黑名单进行防控（运营）
4. key加密
问题出现后，临时启动防灾业务key，对key进行业务层传输加密服务，设定校验程序，过来的key校验
例如每天随机分配60个加密串，挑选2到3个，混淆到页面数据id中，发现访问key不满足规则，驳回数据访问