🎤 欢迎来到 Laravel 缓存系统的“防护大讲堂”！
大家好！今天我们要聊的是 Laravel 缓存系统中的两个“老大难”问题——缓存穿透和缓存雪崩。别怕，这些问题虽然听起来很吓人，但只要掌握了正确的解决方案，它们就像纸老虎一样，一戳就破！😎
为了让大家更好地理解，我们用一种轻松诙谐的方式讲解，并且还会附上代码示例和表格，让技术变得不再枯燥。准备好了吗？Let’s go!🚀
🛡️ 什么是缓存穿透？
缓存穿透是指查询一个不存在的数据时，由于缓存中没有对应的值，直接穿透到数据库进行查询，而数据库中也没有该数据，导致每次请求都去查数据库，增加了数据库的压力。
举个例子：假设你的系统里有一个接口 /api/user/123，用户 ID 123 并不存在。如果有人恶意构造大量这样的请求（比如 123, 456, 789 等），而这些数据既不在缓存中，也不在数据库中，那么你的数据库就会被频繁访问，甚至崩溃。
😅 解决方案：给缓存加点“小聪明”
方法 1：缓存空值
我们可以将查询不到的数据也缓存起来，设置一个较短的过期时间。这样下次再请求同样的数据时，直接从缓存中返回，避免每次都去查数据库。
// 示例代码
$key = 'user:123';
$user = Cache::get($key);
if (!$user) {
$user = DB::table('users')->where('id', 123)->first();
if ($user) {
Cache::put($key, $user, now()->addMinutes(10)); // 存在则缓存
} else {
Cache::put($key, null, now()->addMinutes(1)); // 不存在也缓存
}
}
return $user ?? ['error' => 'User not found'];方法 2：布隆过滤器（Bloom Filter）
布隆过滤器是一种高效的空间节省型数据结构，用于判断某个元素是否存在于集合中。它的特点是误判率低，非常适合用来拦截那些根本不存在的数据请求。
不过，布隆过滤器的实现稍微复杂一点，适合对性能要求极高的场景。以下是一个简单的伪代码示例：
$bloomFilter = new BloomFilter();
$bloomFilter->add('123'); // 添加已知存在的用户 ID
if (!$bloomFilter->exists('456')) { // 如果不存在于布隆过滤器
return ['error' => 'User not found']; // 直接返回错误
}
// 继续查询缓存或数据库❄️ 什么是缓存雪崩？
缓存雪崩是指大量缓存在同一时间过期，导致大量的请求同时击穿缓存，直接打到数据库上，造成数据库瞬间压力剧增。
想象一下，你的系统中有 100 个热门商品的详情页，缓存时间统一设置为 1 小时。当这 100 条缓存同时过期时，所有用户的请求都会直接打到数据库，数据库可能会被压垮。
😅 解决方案：让缓存“错峰出行”
方法 1：随机设置缓存过期时间
为了避免缓存同时过期，可以为每个缓存添加一个随机的时间偏移量。这样即使大批量缓存即将过期，也不会在同一时间失效。
$expirationTime = now()->addMinutes(60 + rand(-10, 10)); // 随机偏移 -10 到 +10 分钟
Cache::put('product:123', $product, $expirationTime);方法 2：使用永不过期的缓存 + 定时更新
对于一些高频访问的数据，可以考虑使用永不过期的缓存，并通过后台任务定时更新缓存内容。
// 后台任务示例
$product = DB::table('products')->where('id', 123)->first();
Cache::put('product:123', $product, now()->addDays(365)); // 设置超长过期时间方法 3：加锁机制（互斥锁）
当缓存过期时，只有第一个请求去加载数据并更新缓存，其他请求等待第一个请求完成后再从缓存中获取数据。这种方式也被称为“分布式锁”。
$key = 'product:123';
if (!Cache::has($key)) {
$lockKey = 'lock:product:123';
if (Cache::add($lockKey, true, 5)) { // 尝试加锁
$product = DB::table('products')->where('id', 123)->first();
Cache::put($key, $product, now()->addMinutes(10));
Cache::forget($lockKey); // 解锁
} else {
sleep(1); // 等待锁释放
return Cache::get($key);
}
}
return Cache::get($key);📊 总结对比表
| 问题 | 描述 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 缓存穿透 | 查询不存在的数据，导致每次请求都去查数据库。 | 缓存空值、布隆过滤器 |
| 缓存雪崩 | 大量缓存在同一时间过期，导致数据库压力剧增。 | 随机设置过期时间、永不过期缓存、加锁机制 |
🌟 最后的小提示
Laravel 的缓存系统非常强大，支持多种驱动（如 Redis、Memcached、File 等）。合理选择缓存驱动和策略，能够让你的系统更加高效和稳定。
如果你觉得这篇文章对你有帮助，请记得点赞和分享哦！👍 下次我们再聊聊 Laravel 的队列系统如何优化性能。👋
