理解缓存穿透、缓存击穿与缓存雪崩：概念、影响和解决方案

在构建高性能、高可用性的网络应用或网站时，缓存技术是一种常用的手段，用于减轻数据库的负载和提高响应速度。然而，如果不正确地使用或管理缓存，可能会导致一些问题，如缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩。了解这些问题的概念、影响和解决方案对于保障系统的稳定性和性能至关重要。

一、缓存穿透

1. 概念：缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，给数据库带来压力。
2. 影响：可能被利用这个漏洞，对数据库造成压力，甚至压垮数据库。
3. 解决方案：
   • 对url中的key id值进行对称加密，不能轻易暴露出真实的key值，防止黑客攻击。
   • 不管数据实际上存不存在，我们都把这个键存到缓存中（有效期设置的短一些，比如一分钟到三分钟），然后值设置为一个特定值，业务中如果获取到的结果是这个特定值，则报错返回。

二、缓存击穿

1. 概念：缓存击穿是指当用户在网络应用或网站上执行一个查询或请求时，如果查询的数据不存在于缓存当中，则缓存系统会向后端服务发出请求以检索本次请求所需要的数据。若此时网站突然请求大量来自同一个key的数据，会造成大量请求在瞬间穿透缓存，直接落入后端查询逻辑，从而造成系统负载暴增，产生大量“慢查询”，又称为“雪崩”现象。
2. 影响：是一种容易导致复杂网络应用程序卡住的常见问题，发生缓存雪崩时，主要影响的是系统的可用性。同时，由于一些受攻击的key的请求落入到数据库，磁盘负载大幅增加，容易引发系统崩溃。此外，缓存击穿还可能导致服务器发生内存溢出、文件损坏等现象。
3. 解决方案：通过设置不同的过期时间来错开缓存过期，从而避免缓存集中失效。例如“缓存并发”，“缓存穿透”，“缓存颠簸”等问题也可能会被恶意攻击者所利用。

三、缓存雪崩

1. 概念：指缓存由于某些原因（比如 宕机、cache服务挂了或者不响应）整体crash掉了，导致大量请求到达后端数据库，从而导致数据库崩溃，整个系统崩溃，发生灾难。
2. 影响：如一个雪块砸了下来 ，剩下的都会持续下落 造成一种雪崩 导致这种现象可能的原因是某个时间点内系统预加载的缓存周期性集中失效了。
3. 解决方案：通过设置不同的过期时间来错开缓存过期从而避免缓存集中失效。例如“缓存并发”，“缓存穿透”，“缓存颠簸”等问题也可能会被恶意攻击者所利用。

综上所述，了解和解决缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩问题对于保障系统的稳定性和性能至关重要。通过使用对称加密来保护key值、设置短的缓存有效期和特定值、以及合理设置过期时间等措施可以有效解决这些问题。同时，在实际应用中还需要根据具体情况灵活调整和优化缓存策略，以提高系统的性能和稳定性。