开发排障笔记

深浅主题

Redis 缓存穿透与击穿 ​

问题现象 ​

不存在的 ID 反复打到数据库，或热点 key 到期瞬间数据库请求暴增。前者是穿透，后者通常称击穿。

适用环境 ​

Redis 6+，cache-aside，热点读取；示例为思路而非完整分布式锁实现。

本文是可复用的排障示例，不代表某次个人生产事故。命令中的名称、账号和数据均为示例，执行前请替换为已确认的目标。

复现或诊断步骤 ​

  1. 统计缓存命中、未命中、空结果、回源并发与 DB QPS，并按 key 热度聚合。
  2. 检查大量不同无效 ID 还是同一个热点 ID 到期。
  3. 验证 TTL 是否集中到期，Redis 故障与业务真实未命中应分开统计。

原因分析 ​

不存在的记录没有缓存导致每次回源；热点值到期时多个线程同时重建。所有 key 同一时间失效会形成雪崩。直接在 Redis 故障时无限回源可能把缓存故障扩大为数据库故障。

修复示例 ​

text
读取 cache:item:{id}
  命中普通值 -> 返回
  命中显式空值标记 -> 返回不存在
  未命中 -> 尝试同 key 的有限等待合并
    获得重建权 -> 二次读取缓存 -> 查询数据库
      有结果：写入正常 TTL + 随机抖动
      无结果：写入短 TTL 的空值标记
    未获得重建权 -> 有界等待后重查，或按业务降级
  超过等待预算 -> 返回可识别错误，避免无限回源

先校验 ID 格式和权限，再考虑短时空值缓存、请求合并或布隆过滤器。创建新记录后主动清除对应空标记。跨进程重建锁需唯一 token、过期时间与原子校验释放，业务超时超过租约时还需续期或防旧写设计。

验证方法 ​

模拟无效 ID、热点同时过期、Redis 超时和数据库失败，观察 DB 并发是否仍受限。确认缓存故障不会被错误写成“记录不存在”，并验证新建记录可以立即读取。

常见误区 ​

空值缓存过长会隐藏刚创建的数据。普通 DEL 释放分布式锁可能删除别人的新锁；布隆过滤器有误判，也需要与新增数据同步。

官方参考链接 ​

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