答案：为防止缓存击穿，可采用互斥锁确保缓存重建时仅单请求访问数据库，避免并发穿透；对高频数据设置永不过期并异步刷新，保持缓存可用；使用布隆过滤器拦截非法键查询，减少后端压力；通过缓存预热在系统启动或低峰期提前加载热点数据；结合限流与降级策略，在异常时保护数据库。
如果您在使用PHP框架开发Web应用时，发现高并发场景下缓存失效导致数据库承受巨大压力，可能是由于缓存击穿引发的异常流量冲击。以下是几种有效的防护策略来避免这一问题。
本文运行环境：Dell PowerEdge R750，Ubuntu 22.04
一、使用互斥锁（Mutex）防止并发穿透
当缓存中某个热点键过期时，多个请求同时查询该数据会导致大量请求直接打到数据库。通过加锁机制确保只有一个请求可以重建缓存，其余请求等待结果。
1、在缓存未命中时尝试获取分布式锁，例如使用Redis的SETNX命令。
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2、若成功获得锁，则执行数据库查询并更新缓存，释放锁。
3、若未获得锁，则短暂休眠后重试读取缓存，直到新值被写入。
注意：锁的超时时间必须合理设置，防止死锁，且应在业务逻辑结束后主动释放。
二、设置热点数据永不过期
对于访问频率极高且更新不频繁的数据，可将其标记为长期有效，避免因TTL到期造成击穿。
1、将关键数据如配置信息或首页内容存储在缓存中，并设置逻辑过期标志而非物理过期时间。
2、应用层定期异步刷新这些数据，保持缓存始终可用。
3、更新操作触发时主动清除旧值并预热缓存。
提示：需配合后台任务保证数据一致性，防止长时间脏数据存在。
三、采用布隆过滤器提前拦截无效请求
针对恶意或不存在的查询，可在缓存之前加入布隆过滤器进行筛查，减少对后端存储的压力。
1、初始化布隆过滤器并将所有合法键插入其中。
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2、每次请求先通过布隆过滤器判断键是否存在。
3、若过滤器返回不存在，则直接拒绝请求，不查询缓存与数据库。
优势：空间效率高且查询速度快，适合大规模键集合的场景。
四、批量预加载热点数据（缓存预热）
系统启动或低峰期主动将高频访问的数据加载至缓存，避免首次访问时触发击穿。
1、分析日志或监控系统识别出热门数据集。
2、编写脚本在服务启动后自动调用相关接口填充缓存。
3、定时任务每日固定时间重新加载以保持新鲜度。
建议：预热过程应分批执行，避免瞬时资源耗尽。
五、降级策略与限流控制
当检测到缓存系统异常或负载过高时，启用备用方案限制请求流量，保护底层数据库。
1、集成限流组件如令牌桶算法，限制单位时间内请求数量。
2、开启降级开关，返回默认值或静态页面代替实时数据。
3、结合熔断机制，在连续失败达到阈值后自动切换模式。
关键点：需配置动态开关以便快速响应故障，保障核心功能可用性。
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