缓存穿透的概念及其解决方案

1、概念
当client端对service端进行查询操作时，service端会根据key先查询缓存服务器，当缓存服务器不存在此key时，会进一步查询sql服务器。但通常查询sql服务器的时候相对查询缓存而言比较耗时。如果从client端发送的大量查询请求的key在缓存服务器中不存在，此时会进行大量的sql查询，会极大的增加sql服务器的压力，降低性能。此种现象称为缓存穿透。

2、解决方案
2.1、可以通过当client端的查询请求携带的key第一次在缓存服务器中不存在在，在sql数据库中也不存在时，此时在缓存服务器中存储此key，并将值设为null，同时设置一个此键值对的存活时间。如此，可避免大量达无效sql查询，提高服务器性能。
2.2、更近一步的方案，可在service端设置一个布隆过滤器，通过此过滤器判断，就可以知道查询该不该放行。此过滤器可以保证不存在的key一定返回正确结果，存在的key有一定概率返回错误结果。关于布隆过滤器的实现，简而言之，用的是双重hash，通过位图和多个hash函数计算多个hash值，并将计算出的hash值在位图的对应位置置为1，当一个key到达时，只需通过计算此key的所有hash值，并判断位图对应位置值是否为1，只要有一个位置为0，即说明此key不存在，如果位置位图对应位置全为1，并不能保证此key一定存在，可以通过设置hash函数的个数和位图的大小来控制失误率。通常失误率能控制到极小。