什麼是快取？
快取，就是資料交換的緩衝區，針對服務物件的不同（本質就是不同的硬體）都可以構建快取。
目的是，把讀寫速度慢的介質的資料儲存在讀寫速度快的介質中，從而提高讀寫速度，減少時間消耗。 例如：
磁碟快取：磁碟快取其實就把常用的磁碟資料儲存在記憶體中，記憶體讀寫速度也是遠高於磁碟的。
為什麼要用快取？
使用快取的目的，就是提公升讀寫效能。而實際業務場景下，更多的是為了提公升讀效能，帶來更好的效能，更高的併發量。
日常業務中，我們使用比較多的資料庫是 mysql，快取是 redis 。redis 比 mysql 的讀寫效能好很多。那麼，我們將 mysql 的熱點資料，快取到 redis 中，提公升讀取效能，也減小 mysql 的讀取壓力。例如說：
分布式快取系統面臨的問題
快取與資料庫雙寫不一致
一般來說，如果允許快取可以稍微的跟資料庫偶爾有不一致的情況，也就是說如果你的系統不是嚴格要求 「快取+資料庫」 必須保持一致性的話，最好不要做這個方案，即：讀請求和寫請求序列化，串到乙個記憶體佇列裡去。
序列化可以保證一定不會出現不一致的情況，但是它也會導致系統的吞吐量大幅度降低，用比正常情況下多幾倍的機器去支撐線上的乙個請求。
最經典的就是快取+資料庫讀寫的模式(cache aside pattern)。
快取穿透和快取雪崩快取穿透
概念：指查詢乙個一定不存在的資料，由於快取是不命中時被動寫，即從 db 查詢到資料，則更新到快取中，並且出於容錯考慮，如果從 db 查不到資料則不寫入快取，這將導致這個不存在的資料每次請求都要去 db 查詢，失去了快取的意義。在流量大時，db 可能就掛掉了。
舉個栗子。系統a，每秒 5000 個請求，結果其中 4000 個請求是黑客發出的惡意攻擊。資料庫 id 是從 1 開始的，而黑客發過來的請求 id 全部都是負數。這樣的話，快取中不會有，請求每次都「視快取於無物」，直接查詢資料庫。這種惡意攻擊場景的快取穿透就會直接把資料庫給打死。
解決方案：
方案一： 快取空物件，當從 db 查詢資料為空，我們仍然將這個空結果進行快取，具體的值需要使用特殊的標識， 能和真正快取的資料區分開，另外將其過期時間設為較短時間。
方案二： 使用布隆過濾器，在快取的基礎上，構建布隆過濾器資料結構，在布隆過濾器中儲存對應的 key，如果存在，則說明 key 對應的值為空。這樣整個業務邏輯如下：
快取雪崩
概念：快取由於某些原因無法提供服務，所有請求全部達到 db 中，導致 db 負荷大增，最終掛掉的情況。
比如，對於系統 a，假設每天高峰期每秒 5000 個請求，本來快取在高峰期可以扛住每秒 4000 個請求，但是快取機器意外發生了全盤宕機。快取掛了，此時 1 秒 5000 個請求全部落資料庫，資料庫必然扛不住，它會報一下警，然後就掛了。此時，如果沒有採用什麼特別的方案來處理這個故障，dba 很著急，重啟資料庫，但是資料庫立馬又被新的流量給打死了。
解決方案：
快取擊穿
概念：某個 key 非常熱點，訪問非常頻繁，處於集中式高併發訪問的情況，當這個 key 在失效的瞬間，大量的請求就擊穿了快取，直接請求資料庫，就像是在一道屏障上鑿開了乙個洞。
解決方案：
手動過期：redis 上從不設定過期時間，功能上將過期時間存在 key 對應的 value 裡，如果發現要過期，通過乙個後台的非同步執行緒進行快取的構建，也就是「手動」過期。
快取併發競爭
某個時刻，多個系統例項都去更新某個 key。可以基於 zookeeper 實現分布式鎖。每個系統通過 zookeeper 獲取分布式鎖，確保同一時間，只能有乙個系統例項在操作某個 key，別人都不允許讀和寫。
要寫入快取的資料都是從 mysql 裡查出來的，都得寫入 mysql 中，寫入 mysql 中的時候必須儲存乙個時間戳，從 mysql 查出來的時候，時間戳也要查出來。
每次要寫之前，先判斷一下當前這個 value 的時間戳是否比快取裡的 value 的時間戳要新。如果是的話，那麼可以寫，否則，就不能用舊的資料覆蓋新的資料。
快取穿透，快取雪崩和快取擊穿
q 快取穿透，是指查詢乙個資料庫一定不存在的資料。正常的使用快取流程大致是，資料查詢先進行快取查詢，如果key不存在或者key已經過期，再對資料庫進行查詢，並把查詢到的物件，放進快取。如果資料庫查詢物件為空，則不放進快取。a 1.布隆過濾器，將所有可能存在的資料雜湊到乙個足夠大的bitmap中，乙個...
快取擊穿 快取穿透和快取雪崩
快取擊穿 定義 快取中的key一般設有過期時間，如果某個key過期了，恰在這個時候，有大量的併發請求訪問這個key，則這些請求都會到達db,導致db瞬間壓力過大，壓垮db。解決方案 1.設定互斥鎖，mutex。當快取失效時不時立即去訪問資料庫，而是使用快取工具的操作成功帶返回值的操作，比如redis...
快取穿透 快取雪崩和快取擊穿
快取系統是我們平時開發經常使用到的，也是在高併發場景下減少或防止流量對db等底層系統衝擊的最有效手段之一。下面就簡單談談快取系統經常提及的三個問題以及解決方案。首先回憶下通常情況我們設定的快取機制，如下圖所示 快取載入機制 這套機制，由於出於容錯考慮，從儲存層查不到資料則不寫入快取，這就導致每次請求...