缓存穿透、击穿、雪崩：三道经典题怎么答、怎么做？
知识背景
用 Redis 做 DB 前置缓存 时，高并发下会出现三类典型故障：穿透（查不存在的数据压垮 DB）、击穿（热点 key 过期瞬间大量打 DB）、雪崩（大量 key 同时过期或 Redis 宕机，DB 被拖死）。
面试与架构评审常考「定义 + 成因 + 方案」，实现上要结合 业务可接受的一致性。
知识详解与通俗解释
1. 缓存穿透
现象：查询一定不存在的数据（如恶意 id），缓存没有、DB 也没有，每次穿透到 DB。
思路：
- 布隆过滤器（或 Bitmap）先判「可能存在」再查 DB。
- 缓存空值（短 TTL），避免同一假 id 反复打 DB。
- 接口层 校验、限流。
通俗说：门卫先查黑名单，不存在的 id 连仓库门都不让进。
2. 缓存击穿
现象：单个热点 key 过期，瞬时并发都打 DB。
思路：
- 互斥锁（只让一个线程回源，其它等待或短暂降级）。
- 逻辑过期（永不过期物理 key，值里带逻辑时间，异步刷新）。
- 热点 key 永不过期 + 定时刷新（需评估内存与一致性）。
通俗说：爆款商品价签掉了，不能一千人同时冲进库房问价，要排队或先看昨天价签。
3. 缓存雪崩
现象：很多 key 同一时刻过期，或 Redis 集群整体故障，流量洪峰打满 DB。
思路：
- TTL 加随机抖动，避免齐刷刷过期。
- 高可用：主从、哨兵、集群；熔断降级。
- 多级缓存（本地 Caffeine + Redis）、队列削峰。
通俗说：别让所有优惠券零点整同时失效；Redis 挂了要有 Plan B。
4. 与「双写一致性」
上述三类偏 读缓存；写路径还有 先删缓存再写 DB / 先写 DB 再删缓存 等讨论，需单独设计，不要混为一谈。
总结
- 穿透：不存在的数据；过滤器 + 空值缓存 + 校验。
- 击穿：热点过期；锁 / 逻辑过期 / 异步刷新。
- 雪崩：集体过期或集群故障；随机 TTL + 高可用 + 降级。
- 方案都有成本，按热点与体量分级治理比一把梭更现实。