缓存

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学科 计算机系统 ｜ 章节 §1 ｜ 考点类型 — ｜ 重要度 — ｜ 知识点ID —

学科：计算机系统 ｜ 大纲域：§1 ｜ 考频：每年 1-2 题，案例题高频 题目与解析来自 raw/kb26-题库练习/（二级来源）；每题已绑定知识点 ID，可在对应知识点页对照复习。

1. 缓存穿透（Cache Penetration） 的典型场景与防护手段，下列描述错误的是：

题型：单选 ｜ 难度：难 ｜ 知识点：CS-07 存储器层次结构与Cache

• A. 大量请求查询数据库中不存在的 key，缓存层不命中、全部打到 DB
• B. 可以通过布隆过滤器（Bloom Filter） 在缓存前过滤掉一定不存在的 key
• C. 可以将”不存在”也缓存（缓存空值），并设置较短过期时间
• D. 增大缓存容量就能彻底解决穿透问题 ✅

答案：D

解析（采分点）：穿透的根因是”查的 key 根本不存在”——再大的缓存也装不下”不存在的数据”。两大解决方案：①布隆过滤器（O(1) 判断”一定不存在”，有少量误判但绝不漏判）；②缓存空值（key→null，设短 TTL 防止占空间）。穿透常见来源：黑产恶意攻击、爬虫扫描 ID。

2. 缓存击穿（Cache Breakdown） 的根本原因是：

题型：单选 ｜ 难度：易 ｜ 知识点：CS-07 存储器层次结构与Cache

• A. 大量 key 同时过期
• B. 某个热点 key 突然失效，瞬间高并发请求全部打到数据库 ✅
• C. 缓存服务整体宕机
• D. 数据库连接池耗尽

答案：B

解析（采分点）：击穿专指”单点热 key 失效”——比如某爆款商品详情页的 key 刚过期，1 秒内 10 万请求并发查 DB，DB 直接被压垮。解决方案：①热 key 永不过期（后台异步刷新）；②互斥锁（Mutex / SingleFlight）——只让一个线程查 DB 回填缓存，其他线程等待结果；③逻辑过期（缓存中存”逻辑过期时间”，过期时异步刷新、返回老值）。

3. 缓存雪崩（Cache Avalanche） 的常见诱因，下列不属于的是：

题型：单选 ｜ 难度：中 ｜ 知识点：CS-07 存储器层次结构与Cache

• A. 大量 key 设置了相同或相近的过期时间，同时失效
• B. Redis 集群整体宕机
• C. 单个 key 被高频访问 ✅
• D. 缓存重启后所有数据丢失（冷启动）

答案：C

解析（采分点）：单 key 高频访问是热 key 问题或击穿问题，不是雪崩。雪崩特征是”大面积失效”。预防方案：①过期时间打散（基础 TTL + 随机偏移，如 30 分钟 ± 5 分钟）；②Redis 高可用（主从/哨兵/Cluster + 持久化）；③限流降级（Sentinel/Hystrix 在缓存崩时降级返回兜底数据保护 DB）；④多级缓存（本地 Caffeine 兜底 Redis）；⑤预热（重启后批量回填热数据）。