数据库缓存是提高应用性能的重要手段之一。然而，缓存的失效可能导致缓存穿透和缓存击穿问题的出现。这篇博客将讨论如何预防这两类问题，并提供一些处理策略。
1. 缓存穿透
缓存穿透是指查询一个数据库一定不存在的数据，由于缓存没有命中，每次请求都要查询数据库，导致数据库压力过大。
1.1 解决方案
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布隆过滤器（Bloom Filter）：它使用一个很长的二进制向量和一系列随机映射函数，可以在不查询数据库的情况下快速判断数据是否存在。对于不存在的数据，立即返回，避免了查询数据库的开销。
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空对象缓存：缓存中存储空对象，代表数据库中不存在的数据。当缓存中不存在数据时，返回空对象，避免了频繁查询数据库。
2. 缓存击穿
缓存击穿是指某个热点数据由于过期或被删除，导致大量请求直接绕过缓存，直接查询数据库，导致数据库压力剧增。
2.1 解决方案
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缓存预加载：在数据过期前主动加载到缓存中，或者在缓存数据失效时后台线程进行异步预加载，保证缓存数据的实时性。
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设置短时过期时间：缓存的短时过期时间可以减少缓存击穿的发生。当热点数据过期后，短时间内新的请求仍然可以使用旧的缓存数据，而不是直接查询数据库。
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加锁：在查询数据库的过程中，通过互斥锁（如分布式锁）确保只有一个请求能够查询数据库。其他请求在这个锁释放前，都只能等待，避免了大量请求同时查询数据库。
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缓存与数据库双写：在缓存失效的同时，后台线程通过订阅数据库更新事件，重新从数据库中读取新的数据并更新缓存。
3. 其他缓存失效处理策略
除了预防缓存穿透和缓存击穿问题外，还可以考虑以下策略来处理其他缓存失效问题。
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使用二级缓存：在应用层设置本地缓存，作为一级缓存，提高数据访问的性能。同时，还可以使用分布式缓存作为二级缓存，避免缓存击穿问题。
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缓存数据监控：通过监控缓存的命中率、失效率等指标，实时了解缓存的状态。通过监控系统对缓存数据进行报警和处理，能够及时发现并解决潜在的问题。
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选择合适的缓存算法：根据业务需求和性能特点，选择合适的缓存算法，如LRU（最近最少使用）或LFU（最不经常使用），以提高缓存的效率。
结论
数据库缓存的失效可能导致缓存穿透和缓存击穿问题，严重影响应用性能。通过采取预防性措施和合理的处理策略，可以有效解决这些问题。合理设计缓存系统，选择合适的缓存算法，并结合实时监控与管理，能够提供更高效、更可靠的缓存机制，提升应用的性能和用户体验。
参考资料：
本文来自极简博客，作者：琴音袅袅，转载请注明原文链接：数据库缓存失效处理策略
