缓存穿透，缓存雪崩，缓存击穿

article/2025/8/25 21:53:59

一，缓存穿透

原因：一个请求来访问某个数据，发现缓存中没有，直接去DB中访问。此种情况就是穿透。(正常情况下缓存跟数据库中数据都是存在，异常情况下会导致)

特点:因传递了非法的key,导致缓存跟数据库中都无法查询

方法：

1.添加参数校验，校验传递的值是否合法，再决定是否处理该请求。

2.设置缓存空值，为访问的key缓存中设置对应的nil值，这样当访问过来的发现key的value是空值值，就直接返回nil了。并设置过期时间。

3，布隆过滤器，就是利用高效的数据结构，在请求跟缓存之间设置一个布隆过滤器，请求来的时候，直接判断当前的key是否存在DB中。也能很好防止发生缓存穿透。不存在直接返回，存在的话，直接访问数据库，在刷新缓存即可。

package mainimport ("database/sql""encoding/json""errors""fmt""log""sync""time""github.com/gin-gonic/gin""github.com/go-redis/redis"_ "github.com/go-sql-driver/mysql""gorm.io/driver/mysql""gorm.io/gorm"
)type User struct {ID       int64Username string `gorm:"column:username"`Password string `gorm:"column:password"`// 时间戳CreateTime int64 `gorm:"column:createtime"`
}// 数据库操作
var DB *sql.DBfunc InitDB() error {// 初始化数据库db, err := sql.Open("mysql","root:password@tcp(127.0.0.1:3306)/my_sql?charset=utf8")if err != nil {log.Fatal(err.Error())return err}DB = dbreturn nil
}// redis
var client *redis.Clientfunc InitRedis() {cl := redis.NewClient(&redis.Options{Addr:     "127.0.0.1:6379",Password: "password",})client = cl
}var OrmDB *gorm.DB// gorm
func InitOrmDB() {dsn := fmt.Sprintf("%s:%s@tcp(%s:%d)/%s?charset=utf8&parseTime=True&loc=Local","root", "password", "127.0.0.1", 3306, "my_sql")// 连接 mysqldb, err := gorm.Open(mysql.Open(dsn), &gorm.Config{})if err != nil {panic("数据库连接失败, error" + err.Error())}OrmDB = db
}// 布隆过滤器,高可用访问kv
var userMap sync.Mapfunc main() {InitOrmDB()InitRedis()r := gin.Default()router := r.Group("/user")router.POST("/add", addUser)router.GET("/get", getUser)fmt.Println("Server is running ...")r.Run(":8080")
}// add user
func addUser(c *gin.Context) {name := c.Request.FormValue("name")password := c.Request.FormValue("password")fmt.Println("++=", name, password)// 检查表是是否存在if !OrmDB.Migrator().HasTable("users") {fmt.Println("user is not exist")OrmDB.Migrator().CreateTable(&User{})}// 构建数据ur := &User{Username:   name,Password:   password,CreateTime: time.Now().Unix(),}if err := OrmDB.Create(ur).Error; err != nil {fmt.Println("插入失败", err)return}// 将数据添加到布隆过滤器userMap.Store(name, ur)c.JSON(200, gin.H{"message": "success to add a user info"})
}func getUser(c *gin.Context) {// 缓存中查询id := c.Request.FormValue("id")name := c.Request.FormValue("name")// 添加一个布隆过滤器if _, ok := userMap.Load(name); !ok {// 不存在该用户,说明非法参数,直接返回,可以避免缓存穿透fmt.Println("illlage user", name)return}// 缓存穿透,从数据库中查询,因为使用了非法参数,一般情况下,缓存跟数据库都是有数据的key := id + "_" + nameret := client.Get(key)if ret.Err() == nil {fmt.Println("cache get")c.JSON(200, gin.H{"user": ret.String()})return}fmt.Println("cache is not data,will go to db find ")// 数据库查询us := &User{}result := OrmDB.Where("username = ? AND id = ?", name, id).First(&us)if errors.Is(result.Error, gorm.ErrRecordNotFound) {// 为当前的非法key设置nil,直接返回,或者使用布隆过滤器client.Set(key, nil, time.Second*10) // 临时设置一个nil,避免后续请求大量访问dbfmt.Println("找不到记录")return} else {retUser, _ := json.Marshal(us)// 将数据重新写入到缓存retSet := client.Set(key, retUser, 0) // 设置都是不过期,仅仅测试使用if retSet.Err() != nil {fmt.Println("set cache is failed")return}c.JSON(200, gin.H{"user": retUser})}
}

二，缓存雪崩

原因：因大量的数据在同一时间内因为过期失效了，与此同时大量的请求到来，发现缓存中没有数据，都奔向DB，结果导致DB承受不了大规模的请求处理导致服务崩溃。(当然还有可能是缓存宕机)

特点:大量不同数据在缓存同一时间同时失效,并被大量请求访问至DB导致