Redis 常见的面试专题确实非常高频，几乎每家大厂/中大型公司后端/架构岗面试都会深挖。下面我把你列的这些点（缓存击穿、缓存雪崩、缓存穿透、布隆过滤器、延时双删、持久化方式、Redis 分布式锁、I/O 多路复用）全部覆盖，结合2025–2026年的主流实践和面试话术，给出定义 + 成因 + 危害 + 解决方案 + 代码示例 + 面试加分点的完整梳理。
1. 缓存穿透（Cache Penetration）
定义：查询一个根本不存在的数据，缓存和数据库都没有命中，导致请求每次都打到数据库。
成因：恶意攻击（大量不存在的key）、业务代码bug（参数校验缺失）、爬虫。
危害：数据库瞬间压力暴增，甚至宕机。
解决方案（主流优先级排序）：
- 缓存空对象（最常用，简单有效）
- 查询不到时缓存 “null” 或空字符串，设置短过期时间（30s~5min）
- 优点：实现简单
- 缺点：占用内存（可用短TTL缓解）、可能污染缓存
- 布隆过滤器（高并发、大数据量首选）
- 在缓存前加一层布隆过滤器，先判断key“一定不存在”就直接返回
- 优点：内存占用极小（1亿条数据约几十MB）、查询O(1)
- 缺点：有误判（假阳性）、不支持删除（Redis原生布隆支持有限，可用布谷鸟过滤器）
- 接口层参数校验 + 限流
面试话术：
“我一般优先用缓存空对象 + 短TTL，简单可靠；如果QPS很高且key空间很大，再引入Redis布隆过滤器（bloom filter module 或 redisson的R bloom filter），误判率控制在1%以内。”
2. 缓存击穿（Cache Breakdown / Hot Key失效）
定义：某个热点key突然失效，大量并发同时请求，瞬间全部打到数据库。
成因：热点数据刚好过期 + 高并发访问。
危害：数据库短时压力激增。
解决方案（主流三种）：
- 互斥锁（分布式锁最常见）
- 缓存miss → 获取分布式锁 → 只有一个线程去查DB → 回写缓存 → 释放锁
- 其他线程自旋或sleep后重试
- 逻辑过期 / 永不过期 + 异步刷新
- key不设TTL，value里带一个逻辑过期时间
- 发现过期 → 异步线程去刷新 → 当前请求返回旧数据
- 热点key预加载 / Redis热点key自动发现 + 永不过期
代码示例（Redisson分布式锁）：
String key = "hot:item:" + itemId;
RLock lock = redisson.getLock("lock:" + key);
String value = redisTemplate.opsForValue().get(key);
if (value == null) {
try {
if (lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS)) { // 尝试获取锁
value = redisTemplate.opsForValue().get(key); // 双重检查
if (value == null) {
value = db.queryItem(itemId); // 查库
redisTemplate.opsForValue().set(key, value, 30, TimeUnit.MINUTES);
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
return value;面试加分：提到“Redisson看门狗机制自动续期，避免业务执行时间长导致锁提前释放”。
3. 缓存雪崩（Cache Avalanche）
定义：同一时间大量key同时失效（或Redis宕机），导致海量请求瞬间打到数据库。
成因：统一设置了相同的过期时间、Redis全挂。
危害：数据库直接崩。
解决方案（多层防御）：
- 过期时间加随机值（最基础）
expire = 基础时间 + Random(0~300)秒，错开失效
- 多级缓存（本地 + Redis + 数据库）
- 限流 / 熔断 / 降级（Hystrix、Sentinel、Resilience4j）
- Redis高可用（主从 + 哨兵 / Cluster）
- 热点数据永不过期 + 定时任务刷新
面试话术：
“我项目里用的是随机过期 + Sentinel + 熔断降级三保险；极端情况下本地缓存兜底。”
4. 布隆过滤器（Bloom Filter）
定义：一种空间高效的概率型数据结构，用于判断一个元素是否可能存在于集合中。
核心思想：多个哈希函数 → 映射到bit数组的不同位 → 全1才可能存在。
优点：极省内存、查询O(k)（k为哈希函数个数）
缺点：有假阳性（一定不存在→一定不存在；可能存在→大概率存在）、不支持删除（原生）
Redis中的实现：
- Redis 6+ 自带
BF.ADDBF.EXISTS（ReBloom模块） - Redisson 也有 RBloomFilter
面试常问：误判率怎么算？（约 (1 – e^(-n*k/m))^k ，m=bit位数，n=元素数，k=哈希函数数）
5. 延时双删（延迟双删策略）
定义：更新数据库后，先删缓存 → 延迟（几百ms~几秒）再删一次缓存。
适用场景：Cache Aside 模式下，写操作导致读-写不一致。
为什么两次删？
- 第一次删：更新DB前删，防止旧数据被读
- 延迟第二次删：更新DB和删缓存之间有短暂时间差，可能有并发读把旧数据又写回缓存 → 延迟再删一次
代码示例（典型实现）：
// 更新商品
public void updateItem(Item item) {
// 1. 先删缓存
redisTemplate.delete("item:" + item.getId());
// 2. 更新数据库
itemMapper.update(item);
// 3. 延迟双删（异步或定时任务）
Thread.sleep(500); // 或用DelayQueue / MQ 延迟
redisTemplate.delete("item:" + item.getId());
}面试话术：
“延时双删是Cache Aside下比较折中的方案；如果追求最终一致性，可结合Canal + MQ监听binlog异步删缓存；强一致性场景用分布式锁 + 读写锁。”
6. Redis 持久化方式
| 方式 | 机制 | 优点 | 缺点 | 丢失数据窗口 | 恢复速度 | 生产推荐 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| RDB | 定时快照（fork子进程） | 文件小、恢复快 | 可能丢数据 | 最后一次快照后 | 快 | 辅助 |
| AOF | 记录每条写命令 | 数据最安全（fsync策略） | 文件大、恢复慢 | 取决于fsync | 慢 | 主用 |
| 混合持久化 | AOF + RDB preamble | 恢复快 + 安全 | Redis 4.0+ | 折中 | 较快 | 首选 |
Redis 7+：Multi-part AOF（分片AOF），rewrite更高效。
面试话术：
“生产我基本用混合持久化：appendfsync everysec + aof-use-rdb-preamble yes，丢失最多1秒，恢复速度比纯AOF快很多。”
7. Redis 分布式锁
实现方式对比：
| 方案 | 实现命令 | 优点 | 缺点 / 风险 | 推荐场景 |
|---|---|---|---|---|
| setnx + expire | setnx + expire | 简单 | 非原子、过期后可能误删他人锁 | 学习演示 |
| Lua脚本 | set + px + nx | 原子性 | 业务执行时间 > 锁超时 → 误删 | 中小型项目 |
| Redisson | RedissonLock | 看门狗自动续期、可重入 | 依赖Redisson依赖 | 生产首选 |
| Redlock | 多节点多数派 | 更高可用 | 实现复杂、争议大（时间同步、网络分区） | 极高一致性需求 |
Redisson看门狗：默认每10s续期一次（锁超时时间1/3），线程存活就一直续。
8. I/O 多路复用（Redis为什么单线程还这么快）
核心：Redis 6前基本单线程（主线程处理命令），靠I/O多路复用 + 内存操作 + 高效数据结构实现高性能。
演进：
- Redis 6前：单线程 + select/poll/epoll/kqueue
- Redis 6+：多线程I/O（网络读写多线程，主逻辑仍单线程）
为什么快：
- 内存操作（非磁盘）
- I/O多路复用（单线程处理成千上万连接）
- 高效SDS、ziplist、跳表、哈希表等数据结构
- 渐进式rehash、无锁（单线程）
面试话术：
“Redis单线程模型避免了线程切换和锁竞争开销，结合epoll/kqueue实现了真正的非阻塞I/O，所以QPS能轻松上10w+。”
总结 & 面试应对建议
- 三大缓存问题：穿透（布隆/空值）、击穿（分布式锁/逻辑过期）、雪崩（随机过期+限流熔断）
- 一致性：延时双删（折中）、Canal+MQ（最终一致）、分布式锁（强一致）
- 高可用：持久化选混合、分布式锁用Redisson、I/O多路复用是性能基石
你最想深入哪个点？
A. Redisson分布式锁源码级剖析（看门狗 + 可重入 + 续期）
B. 布隆过滤器误判率计算 + Redis实现代码
C. 真实生产案例：如何处理线上缓存雪崩/击穿事故
D. Redis 7+ 新特性对这些问题的影响（Multi-part AOF、函数等）
E. 三大问题完整Java + Spring Boot + Redisson实现Demo
告诉我字母，我继续展开！
