緩存擊穿完整講解 + 防御方案

一、什么是緩存擊穿（Cache Breakdown）？

定義：

某個(gè)「熱點(diǎn)Key」非常重要，訪問(wèn)量極高；

當(dāng)它 剛好過(guò)期的那一刻，大量請(qǐng)求同時(shí)訪問(wèn)該Key，由于緩存失效，會(huì) 瞬間全部打到數(shù)據(jù)庫(kù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)壓力驟增，甚至宕機(jī)。

二、緩存擊穿與其他問(wèn)題的區(qū)別

三、緩存擊穿的防御方案

方案一：互斥鎖（Mutex Lock）

思路：

當(dāng)緩存失效時(shí)，只有一個(gè)請(qǐng)求能去查數(shù)據(jù)庫(kù)，其余請(qǐng)求等待。

適合「高并發(fā)下的熱點(diǎn)Key」。

實(shí)現(xiàn)示意（偽代碼）：

String value = redis.get("product:1001");
if (value == null) {
    // 嘗試獲取分布式鎖
    if (tryLock("lock:product:1001")) {
        // double check 避免重復(fù)查詢
        value = redis.get("product:1001");
        if (value == null) {
            value = db.query("SELECT * FROM product WHERE id=1001");
            redis.set("product:1001", value, 60);
        }
        unlock("lock:product:1001");
    } else {
        // 其他線程短暫休眠后重試
        Thread.sleep(50);
        value = redis.get("product:1001");
    }
}
return value;

常用命令：

SET lock:product:1001 1 NX EX 5
NX：僅當(dāng)鎖不存在時(shí)設(shè)置 EX：自動(dòng)過(guò)期防死鎖

方案二：熱點(diǎn) Key 永不過(guò)期 + 后臺(tái)異步更新

思路：

對(duì)極熱點(diǎn)數(shù)據(jù)（如排行榜、商品詳情）——不要讓它自然過(guò)期，而是定時(shí)刷新。

做法：

• 設(shè)置 Key 永不過(guò)期；
• 使用定時(shí)任務(wù)或消息隊(duì)列定期更新內(nèi)容；
• 或在請(qǐng)求線程中異步刷新：

// 異步刷新策略
if (System.currentTimeMillis() - cache.getUpdateTime("hotKey") > 10分鐘) {
    threadPool.submit(() -> refreshHotKeyFromDB());
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 不會(huì)發(fā)生“過(guò)期瞬間擊穿”
• 適合讀多寫少、穩(wěn)定熱點(diǎn)數(shù)據(jù)

方案三：邏輯過(guò)期（雙層時(shí)間機(jī)制）

思路：

緩存中設(shè)置一個(gè)邏輯過(guò)期時(shí)間，不立即刪除數(shù)據(jù)，而是由后臺(tái)線程更新。

{
  "data": {...},
  "expireTime": "2025-10-28 14:00:00"
}

邏輯：

if (now < expireTime) {
    return cache.data; // 直接返回舊值
} else {
    // 異步線程去更新DB + 緩存
    refreshAsync();
    return cache.data; // 先返回舊數(shù)據(jù)，保證服務(wù)穩(wěn)定
}

優(yōu)點(diǎn)：

• 用戶始終有數(shù)據(jù)返回，不會(huì)訪問(wèn)DB暴增
• 類似“后臺(tái)熱更新”

方案四：多級(jí)緩存（本地 + Redis）

在應(yīng)用層增加一層 本地緩存（如 Caffeine/Guava），

Redis 過(guò)期時(shí)也能頂一會(huì)兒，進(jìn)一步防止瞬間擊穿。

四、實(shí)際項(xiàng)目最佳實(shí)踐推薦