高并发

高并发很好理解，它指的是服务在同一时刻被大量请求访问，举个例子，大麦网上某歌星的演唱会门票，在今晚10点整开票，那对于大麦网就需要有机制应对10点这个时刻大量请求访问服务的场景；或者淘宝双十一，大家在0点准备清空之前屯好的商品。

缓存

以一个Web应用的架构为例：nginx服务器 + Web服务器 + 缓存 + 数据库
nginx服务器往往作为统一入口和负载均衡，成为接收web请求的第一个模块。当我们在设计一定规模的Web服务时，往往把同一套服务代码部署到多个Web服务器上，目的是保证系统性能和避免Web服务挂掉使得整个应用不能使用，此时，nginx作为反向代理，向客户端暴露唯一访问入口。同时，nginx可以根据每个节点的网络流量和当前状态等指标，判断网络请求应流向哪一台Web服务器。

nginx作为反代

Web服务器不必多说，根据项目情况可能由前后端两个不同的服务或服务器组成，当然也可能没有分离而在一台服务器中。常用的Web容器比如Tomcat、Apache等。

缓存是为了提升系统数据读取性能的重要中间件，常用的有Redis和Memcache。根据业务需求可能是分布式或单例。对缓存有一个初步的认识可以从认识程序执行开始：程序源码本身存放在硬盘上，当执行程序时，代码会被读入到内存，再交由cpu运算与执行，这期间cpu会对硬盘上的数据库进行CRUD操作，但是我们知道，硬盘的读写速度比cpu的计算速度要慢很多，所以我们选择内存去存放一些可能被反复读写的数据，以提升整个程序执行的性能。以Redis举例，它作为一个非关系型数据库，所有数据以键值对的形式存储，相较于Mysql、Oracle等关系型数据库，IO会高效很多，同时它基于内存而大型数据库是基于硬盘，所以从计算机物理结构来说性能也更高一筹。由于Redis基于内存，数据的存储能力自然不能和硬盘相比，所以我们的数据在缓存中有三个元素非常关键：Key、Value、Expire，也就是键值和过期机制。

Redis集群在Web架构中

数据库的概念大家一定最熟悉，在本文提到的Web架构中，开发人员会根据业务场景需要，对数据库和Redis进行“双写”，也就是说，对于一些读写相对频繁的内容，开发人员会即写入数据库，也写入Redis。

缓存击穿

以上说了这么多，到底缓存击穿是个怎样的场景呢，听起来很fancy，实际很好理解：
在存在缓存机制的情况下，大量的Web请求（高并发）连带的数据操作，没有经过缓存而是直接怼到了数据库上，造成数据库宕机。
比如天猫网在双十一当天会在页面显示目前全网成交的交易额。那么整个网站上每一笔消费都会对该数据产生影响，即存在写入也存在读取（因为要显示出来）。那么一定有这样一个时刻，比如说0点，瞬间有十几万甚至上百万的请求要同时读取和写入该field。如果没有缓存，每一个请求连带的数据操作都需要应用与数据库生成connection，而数据库的最大连接数是有限的，一旦超过数据库会直接宕机，所以这个过程中一定有缓存的存在。但我们细想一下，即便有了缓存，在0点那个时刻，由于还没有请求访问过“交易总额”这个字段，也就是说理论上缓存中还没有写入这个key-value，那么在最开始的时刻，是否也有数据库宕机的可能呢?另外，我们有说道缓存中的数据会有过期机制，即便“交易总额”被缓存了下来，一旦过期，岂不是数据库又会直面所有数据操作？
是的，要回答以上两个问题，就需要了解缓存击穿的常用解决方案：互斥锁、异步构建缓存和布隆过滤器，下一章继续……