使用场景
减低后端负载：对高消耗的SQL结果进行缓存，例如join结果集/分组统计结果
加速请求响应
大量写合并为批量写，如计数器先Redis累加再批量写到DB
缓存更新策略
- LRU(Least Recently Used)，根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心思想是“如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率也更高，则延迟其淘汰时间” - LRU缓存更新
- LFU(Least Frequently Used)根据数据的历史访问频率来淘汰数据，其核心思想是“如果数据过去被访问多次，那么将来被访问的频率也更高”- LFU缓存更新
- FIFO ，根据"先进先出" 思想来更新缓存数据
- 超时剔除 - expire
- 主动更新 - 开发控制生命周期
- 扩展：缓存污染 - 缓存污染降低了缓存的使用率，把不常用的数据读取到缓存，同时会把常用的数据移出缓存，这样会直接降低系统的数据命中率
缓存穿透问题
场景【key不存在，高并发查询数据库】
缓存穿透是指使用不存在的key进行大量的高并发查询，导致缓存无法命中，每次请求都要都要穿透到后端数据库查询，使得数据库的压力非常大，甚至导致数据库服务压死。
解决方法
分布式队列及分布式锁
接口层实现api限流、防御DDOS、接口频率限制、网关实现黑名单、用户授权、id检查等
缓存空对象：
如果一个查询返回的数据为空（不管是数据不存在，还是系统故障），仍然把这个空结果进行缓存，但它的过期时间会很短，不超过5分钟。通过这个直接设置的默认值存放到缓存，这样第二次到缓存中获取就有值了，而不会继续访问数据库。当修改或者新增改key的数据信息的时候，需要删除或者更新null缓存值**
存在的问题：
- 需要更多的键，所以通常设置较短过期时间
- 缓存层和存储层数据"短期"不一致
借用图：高可用架构
布隆过滤器：
对所有可能查询的参数以hash形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而避免了对底层存储系统的查询压力。例如Redis可以使用bitMap来实现布隆过滤器。
借用图：高可用架构
缓存击穿问题
【单个热点key失效时，高并发查询数据库】
一个存在的热点key，在缓存过期的一刻，同时有大量的请求，这些请求都会击穿到数据库，造成瞬时数据库请求量大压力骤增。
解决方法
使用分布式锁
保证在分布式情况下，使用分布式锁保证对于每个key同时只允许只有一个线程查询到后端服务，其他没有获取到锁的权限，只需要等待即可；这种高并发压力直接转移到分布式锁上，对分布式锁的压力非常大。获取到锁的请求将数据写入成功到redis中， 通知没有获取锁的请求直接从Redis获取数据即可
使用本地缓存（双级缓存）
双击缓存机制
热点不过期
设置热点数据永不过期或者异步延长过期时间；
**到期前的续命
(在value设置一个比过期时间t0小的过期时间值t1，当t1过期的时候，延长t1并做更新缓存操作。)
缓存雪崩问题
缓存雪崩是指，由于缓存层承载着大量请求，有效的保护了存储层，但是如果缓存层由于某些原因整体不能提供服务（可能是机器宕机或大量的缓存(key)在同一时间失效 - 过期），于是所有的请求都会达到存储层，存储层的调用量会暴增，造成存储层也会挂掉的情况。
场景【多个key同时失效，高并发查询数据库】
缓存雪崩指缓存服务器重启（没有持久化）或者大量的缓存集中在某个时间段失效，突然给数据库产生了巨大的压力，甚至击垮数据库的情况。
解决方案
- 对不用的数据使用随机动态分布的失效时间
- 使用集群化分摊部署我们key
- 使用二级缓存
- 使用分布式锁
- 数据预热：可以通过缓存reload机制，预先去更新缓存，再即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀
- 依赖隔离组件为后端限流并降级 在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。
