什么是缓存服务器：

缓存服务器用来存储网络上的其他用户需要的网页,文件等等。这种服务器不仅可以使用户得到他们想要得信息,而且可以减少网络的交换量。缓存服务器往往也是代理服务器。对于网络的用户,缓存服务器和代理是不可见的,在用户看来所有的信息都来自访问的网站。
比如市场常用的redis服务器
Redis 是一个开源（BSD许可）的，内存中的数据结构存储系统，它可以用作数据库、缓存和消息中间件。它支持多种类型的数据结构，如字符串（strings），散列（hashes），列表（lists），集合（sets），有序集合（sorted sets）与范围查询， bitmaps， hyperloglogs 和地理空间（geospatial）索引半径查询。 Redis 内置了复制（replication），LUA脚本（Lua scripting）， LRU驱动事件（LRU eviction），事务（transactions）和不同级别的磁盘持久化（persistence），并通过 Redis哨兵（Sentinel）和自动分区（Cluster）提供高可用性（high availability）。
nginx: 3-5万/秒
redis: 读: 11.2万/秒写: 8.6万/秒平均10万/秒
吞吐量: 50万/秒

当今的许多后台架构都使用了缓存服务器，如图

缓存作用：

1）提高后台服务器查询数据库的效率
2）有效降低后台数据库服务器的压力

下面三个问题的共同点：

都是由于缓存失效，导致大量的用户的请求，直接访问数据库服务器，导致负载过高，从而引发的整体宕机的风险。

缓存穿透

用户频繁访问数据库中不存在的数据时，可能出现缓存穿透的现象，如果该操作是高并发操作，则可能直接威胁数据库服务器。
现象分析：
一般情况下，用户向服务器发送查询请求后，后台服务器会先向缓存服务器查询数据，如果缓存服务器没有则查询数据库服务器，查询到之后将数据写入缓存，以此方便后续再次查询该数据。
而缓存穿透则是查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，高并发的情况下会导致服务器负荷过大。

解决方案

1.采用IP限流的方式，降低用户访问服务器次数。
（弊端：可采用IP动态代理的方式破解此方式）
2.微服务的处理方式：利用断路器返回执行的业务数据即不执行数据库操作，从而保护了数据库。
比如：当用户频繁访问一个不存在的数据时，断路器侦测到后即拦截，直接返回给用户错误信息提示，不再让此请求查询数据库。
3.微服务处理方式：API网关设计：不允许做非法操作
只要不是通过程序内部跳转的请求（比如直接再url上加参数的行为），后台服务器直接过滤。

缓存击穿

由于缓存服务器中某个被频繁访问的数据因为超时或删除等操作造成数据失效，同时用户高并发访问该数据，则可能导致数据库宕机。
比如A数据为一热点新闻数据，用户大量访问，而某一次操作导致缓存服务器清空，缓存中A数据也没有了，而用户此时高并发访问，众多访问请求会一瞬间涌如数据库服务器（此时数据还未来得及再次写入缓存），从而导致数据库宕机。

解决方案

可采用多级缓存的设计，同时数据的超时时间随机数设置。
当缓存服务器A中热点数据被清空或超时后，后台服务器仍能从缓存服务器B中得到该数据。

缓存雪崩

由于缓存服务器中的数据大量失效（如执行了flushall操作），导致用户的访问命中率太低，大量的用户直接访问数据库，从而导致服务器存在宕机的风险。

解决方案

1.多级缓存，如上。
2.设定不同的超时时间
3.禁止执行flushAll等敏感操作。

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