Java什么是缓存穿透？怎么解决？

Java什么是缓存穿透？怎么解决？

缓存穿透是指在缓存中查找一个一定不存在的数据，导致请求直接穿透到数据库，增加数据库的负载。这通常发生在请求的 key 在数据库中不存在，但是恶意攻击者故意发起大量请求，造成缓存层和数据库层都无法命中缓存，每次请求都需要直接查询数据库。

为了解决缓存穿透问题，可以采用以下一些方法：

1. 空对象缓存： 如果查询结果为空，仍然将空对象放入缓存，并设置较短的过期时间，避免频繁查询数据库。

2. 布隆过滤器（Bloom Filter）： 在缓存层设置布隆过滤器，用于快速判断请求的 key 是否存在于缓存中。如果布隆过滤器判断不存在，则直接返回，不查询数据库。

3. 缓存预热： 在系统启动时，提前加载一些常用的数据到缓存中，减少冷启动时的穿透问题。

以下是一个简单的 Java 代码示例，演示了使用空对象缓存来解决缓存穿透问题：

import java.util.Map;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;

public class CacheExample {
    private static final Map<String, String> cache = new ConcurrentHashMap<>();

    public static String getDataFromCache(String key) {
        // 尝试从缓存中获取数据
        String data = cache.get(key);

        // 如果缓存中不存在数据
        if (data == null) {
            // 模拟查询数据库
            data = queryDatabase(key);

            // 将查询结果放入缓存，设置较短的过期时间
            cache.put(key, data);
        }

        return data;
    }

    private static String queryDatabase(String key) {
        // 模拟查询数据库的逻辑
        // 此处可以返回空字符串，表示数据库中没有对应的数据
        return "";
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 测试缓存穿透场景
        String result = getDataFromCache("nonExistentKey");
        System.out.println("Result: " + result);
    }
}

在上述代码中，getDataFromCache 方法尝试从缓存中获取数据，如果缓存中不存在，则模拟查询数据库的逻辑。如果数据库中确实没有对应的数据，则将空字符串放入缓存，并设置较短的过期时间。这样，在频繁查询不存在的 key 时，可以避免直接穿透到数据库。