Redis快取穿透處理：原因及解決方案

Redis快取穿透指的是一個惡意使用者或攻擊者透過發送大量的無效查詢來繞過緩存，直接存取資料庫的情況。當請求查詢一個不存在於快取中的資料時，Redis會將請求傳送給資料庫進行查詢，此時如果查詢條件不合法，資料庫會傳回空的查詢結果，但因為大量無效查詢壓力的存在，資料庫會使用太多的資源來處理這些查詢，造成系統效能瓶頸。

造成Redis快取穿透的原因有很多，例如查詢無效的條件、大量的惡意請求和快取失效等。為了解決這個問題，我們需要採取一些措施，包括但不限於以下幾點：

1. Bloom Filter過濾器

Bloom Filter是一個典型的機率型數據結構，它可以用來處理海量資料的集合查詢問題，同時它不需要儲存所有的元素，可以節省空間。在Redis中，我們可以使用Bloom Filter過濾器來快速檢查一個Key是否存在於快取中。如果這個Key不存在於Bloom Filter中，Redis就不會去查詢資料庫，從而避免了快取穿透問題。

2. 建立快取空值資訊

當Redis在資料庫中查詢一個Key對應的資料不存在時，我們可以選擇將這個資訊儲存到Redis中，而不是直接回傳空值。這樣當再次查詢這個Key時，就可以快速地判斷這個Key對應的資料不存在於快取中。這項技術稱為「快取空值」。

3. 設定快取過期時間

快取的過期時間是一個重要的概念，如果我們設定的過期時間太短，就會使快取的效果變得不夠明顯；如果設定的過期時間太長，又會導致快取中的資料不夠即時。所以我們需要根據不同的業務場景設定合適的過期時間。另外，當快取的過期時間到期時，Redis會自動將這個Key從快取中刪除，從而確保快取的可靠性。

4. 熱點資料預熱

在系統運作的初始階段，我們可以透過一些手段預先把最常存取的資料載入到快取中，這樣可以減輕系統負載壓力，並且避免快取穿透問題的發生。這個過程稱為「熱點資料預熱」。

總結起來，為了解決Redis快取穿透問題，我們需要採用多種策略和手段，包括過濾器技術、快取空值、快取過期時間和熱點資料預熱等方法，從而確保快取的可靠性和系統性能。

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