缓存穿透是指在缓存系统中，大量的请求查询不存在于缓存和数据库中的数据，导致这些请求直接访问数据库，占用数据库资源，而缓存无法发挥作用的现象。
缓存穿透可能发生的原因包括：
- 恶意请求（异常情况）：攻击者发送大量恶意请求，故意查询不存在的数据，以触发缓存穿透。
- 高并发请求（正常业务）：当有大量的并发请求同时查询不存在的数据时，可能会导致缓存无法命中，从而触发缓存穿透。
为了解决缓存穿透问题，可以采取以下策略：
- 布隆过滤器（Bloom Filter）：布隆过滤器是一种高效的数据结构，可以用于快速判断一个元素是否存在于集合中。在缓存层引入布隆过滤器，可以在查询请求到达时，首先通过布隆过滤器判断该请求对应的数据是否存在于缓存或数据库中，从而避免无效的查询操作。
- 缓存空值处理：对于查询数据库返回的空结果，也可以将空结果缓存起来，设置一个较短的过期时间，避免频繁查询数据库。这样在下次查询相同的数据时，可以直接从缓存中获取空结果，而不需要再次查询数据库。
- 异步加载缓存：当缓存未命中时，可以异步加载数据到缓存中，避免在高并发场景下直接访问数据库。在异步加载过程中，可以通过互斥锁或分布式锁来保证只有一个线程去加载数据，避免重复加载。
- 设置热点数据永不过期：对于一些热点数据，可以将其设置为永不过期，或者过期时间较长，以保证这部分数据始终在缓存中可用。
- 限制恶意请求：通过访问频率控制、验证码等手段，限制对缓存的恶意请求，防止攻击者通过查询不存在的数据来触发缓存穿透。
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