diff --git a/docs/architecture/cache/cache-avalanche.md b/docs/architecture/cache/cache-avalanche.md
new file mode 100644
index 0000000..8206318
--- /dev/null
+++ b/docs/architecture/cache/cache-avalanche.md
@@ -0,0 +1,217 @@
+# 缓存雪崩
+
+!!! note "💡 一句话概述"
+ 缓存雪崩是大面积 key 同时失效或缓存节点宕机,导致请求全部涌向 DB 持续高压——防护核心是分散失效时间和保障高可用。
+
+---
+
+## 🔑 核心概念
+
+1. **集中失效**:大量 key 在同一时间点过期,或缓存节点故障导致缓存集体不可用。
+2. **持续高压**:与击穿(瞬时尖峰)不同,雪崩是持续的 DB 过载。
+3. **级联故障**:DB 压垮后,依赖 DB 的其他服务也开始超时,故障蔓延。
+
+---
+
+## 📝 详细说明
+
+### 发生机制
+
+```mermaid
+graph TB
+ subgraph 雪崩["❄️ 缓存雪崩 — 大面积 key 集中失效"]
+ A1["大量 key 同时刻过期
或缓存节点宕机"] --> A2["请求大面积 miss"]
+ A2 --> A3["全部涌向 DB"]
+ A3 --> A4["DB 持续高压 💥"]
+ A4 --> A5["级联故障
依赖服务超时"]
+ end
+```
+
+**两种触发方式**:
+
+| 触发原因 | 场景 |
+|---------|------|
+| 大量 key 同时过期 | 批量导入数据时设了相同 TTL,凌晨 0 点大批 key 同时到期 |
+| 缓存节点宕机 | Redis 主节点故障,未及时切换,所有请求穿透到 DB |
+
+### 与击穿、穿透的区别
+
+| | 缓存击穿 | 缓存雪崩 | 缓存穿透 |
+|---|---------|---------|---------|
+| **根因** | 热 key 过期 | 大面积 key 同时过期 / 缓存宕机 | 查询不存在的数据 |
+| **特征** | 单 key、高并发 | 多 key、集中失效 | 缓存永远 miss |
+| **危害** | DB 瞬时尖峰 | DB 持续高压 + 级联故障 | DB 持续高压 |
+
+---
+
+## 🛡️ 解决方案
+
+### 方案 1:随机失效(TTL Jitter)
+
+给 TTL 加随机偏移量,避免大量 key 在同一时刻集中过期——**最简单有效,批量设置 TTL 时必备**。
+
+```mermaid
+graph LR
+ subgraph 无 Jitter["❌ 无随机偏移"]
+ T1["key_a TTL=30min"] --> E1["同时过期"]
+ T2["key_b TTL=30min"] --> E1
+ T3["key_c TTL=30min"] --> E1
+ E1 --> CRASH["DB 雪崩 💥"]
+ end
+
+ subgraph 有 Jitter["✅ 有随机偏移"]
+ J1["key_a TTL=30m+2m"] --> D1["32min 过期"]
+ J2["key_b TTL=30m+7m"] --> D2["37min 过期"]
+ J3["key_c TTL=30m+4m"] --> D3["34min 过期"]
+ D1 --> SAFE["DB 压力分散 ✅"]
+ D2 --> SAFE
+ D3 --> SAFE
+ end
+
+ 无 Jitter -.->|加 jitter| 有 Jitter
+```
+
+```go
+func (s *Service) SetWithJitter(ctx context.Context, key string, data any, baseTTL time.Duration) {
+ jitter := time.Duration(rand.Intn(300)) * time.Second // 0~300s 随机偏移
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, baseTTL+jitter)
+}
+
+// 批量设置时
+for _, item := range items {
+ base := 30 * time.Minute
+ jitter := time.Duration(rand.Intn(600)) * time.Second
+ s.rdb.Set(ctx, item.Key, item.Data, base+jitter)
+}
+```
+
+### 方案 2:加锁/限流
+
+限制并发回源数量,避免 DB 过载。
+
+```go
+// 使用带容量限制的令牌桶
+var limiter = rate.NewLimiter(rate.Limit(100), 50)
+
+func (s *Service) GetWithRateLimit(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
+ if err == nil {
+ return val, nil
+ }
+
+ // 限流:超出速率直接拒绝或排队
+ if err := limiter.Wait(ctx); err != nil {
+ return nil, fmt.Errorf("service busy, try later")
+ }
+
+ data, err := s.db.Query(ctx, key)
+ if err != nil {
+ return nil, err
+ }
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
+ return data, nil
+}
+```
+
+### 方案 3:Redis 高可用 + 多级缓存
+
+缓存节点宕机 = 所有 key 同时"失效",必须依赖高可用架构:
+
+```mermaid
+graph TB
+ subgraph 多级缓存架构
+ Client["客户端请求"]
+ L1["L1 本地缓存
bigcache / ristretto"]
+ L2["L2 Redis
Sentinel / Cluster"]
+ L3["L3 DB"]
+
+ Client --> L1
+ L1 -->|miss| L2
+ L2 -->|miss| L3
+ L3 --> L2
+ L2 --> L1
+
+ L1 -.->|Redis 不可用时
降级到本地| Client
+ end
+```
+
+| 方案 | 说明 |
+|------|------|
+| **Redis Sentinel** | 自动故障转移,主节点挂掉时从节点升主 |
+| **Redis Cluster** | 数据分片 + 自动故障转移,生产环境推荐 |
+| **多级缓存** | 本地缓存(如 `bigcache`/`ristretto`)+ Redis,Redis 不可用时降级到本地 |
+| **熔断降级** | DB 压力过大时直接返回兜底数据或错误页 |
+
+```go
+// 多级缓存示例:本地 + Redis
+func (s *Service) GetMultiLevel(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ // L1: 本地缓存
+ if v, ok := s.localCache.Get(key); ok {
+ return v, nil
+ }
+
+ // L2: Redis
+ val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
+ if err == nil {
+ s.localCache.Set(key, val, 5*time.Minute)
+ return val, nil
+ }
+
+ // L3: DB
+ data, err := s.db.Query(ctx, key)
+ if err != nil {
+ return nil, err
+ }
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, 30*time.Minute)
+ s.localCache.Set(key, data, 5*time.Minute)
+ return data, nil
+}
+```
+
+---
+
+## 📊 方案对比
+
+| 方案 | 防护方向 | 复杂度 | 适用场景 |
+|------|---------|:---:|---------|
+| 随机失效 | 集中过期 | ★ | **最简单有效,批量设 TTL 必备** |
+| 加锁/限流 | DB 过载 | ★★★ | 应急限流,配合其他方案使用 |
+| Redis 高可用 | 缓存宕机 | ★★★★ | 生产环境必备 |
+| 多级缓存 | 缓存宕机 + DB 降级 | ★★★★ | 对可用性要求极高的核心链路 |
+
+---
+
+## ⚠️ 常见陷阱
+
+!!! warning "批量导入数据时忘记加 jitter"
+ 最常见的雪崩根因。批量设缓存时统一用 `SET key value EX 3600`,3600 秒后所有 key 同时过期。
+
+!!! warning "本地缓存与 Redis 缓存的一致性"
+ 多级缓存中,本地缓存 TTL 应远小于 Redis TTL,否则 Redis 更新后本地仍返回旧值。
+
+!!! warning "Redis Cluster 全量迁移导致集中过期"
+ 扩容/缩容时 slot 迁移可能触发 key 重新设置 TTL,需要关注迁移过程中的 TTL 分布。
+
+---
+
+## 🏋️ 练习题
+
+??? question "练习 1:为什么随机失效能防雪崩但不能防击穿?"
+ 随机失效分散的是**不同 key 的过期时间**。击穿针对的是**单个热点 key**,它只管一个 key 的过期,加不加 jitter 对单个 key 无意义。
+
+ ??? success "答案"
+ 随机失效解决的是"多个 key 同时到期"的问题——让过期时间错开,避免集中回源。但击穿是单个 key 过期引发的并发回源,jitter 无法让同一个 key 的过期时间"分散"。防击穿需要加锁或逻辑过期。
+
+??? question "练习 2:多级缓存中,如果本地缓存和 Redis 都 miss,大量请求同时打到 DB,怎么办?"
+ 本地缓存 + Redis 都 miss 说明是冷启动或 Redis 宕机场景。需要加限流或 singleflight 来控制回源并发。
+
+ ??? success "答案"
+ 多级缓存只解决了"缓存层可用性"问题,没有解决"回源并发控制"。应该在 L3 回源前加一层限流(令牌桶)或 singleflight,确保 DB 不被瞬时请求压垮。生产环境通常是 **多级缓存 + 限流 + 熔断** 的组合。
+
+---
+
+## 🔗 相关链接
+
+- [缓存击穿](cache-breakdown.md) — 单热点 key 过期的并发涌入
+- [缓存穿透](cache-penetration.md) — 查不存在的数据绕过缓存
+- [Redis 官方文档 — Caching](https://redis.io/docs/manual/patterns/caching/) — Redis 缓存模式
diff --git a/docs/architecture/cache/cache-breakdown-avalanche-penetration.md b/docs/architecture/cache/cache-breakdown-avalanche-penetration.md
deleted file mode 100644
index 9ec6354..0000000
--- a/docs/architecture/cache/cache-breakdown-avalanche-penetration.md
+++ /dev/null
@@ -1,493 +0,0 @@
-# 缓存击穿 & 缓存雪崩 & 缓存穿透
-
-!!! note "💡 一句话概述"
- 缓存击穿是单 key 过期瞬间的并发涌入,雪崩是大面积 key 同时失效,穿透是根本不存在的数据绕过缓存直击 DB——三者解决思路各不同,但经常一起考察。
-
----
-
-## 🔑 核心概念
-
-1. **缓存击穿(Breakdown)**:某个热点 key 过期的瞬间,大量并发请求同时穿透到 DB,压垮数据库。
-2. **缓存雪崩(Avalanche)**:大量 key 在同一时间集中过期,或缓存节点宕机,导致请求全部涌向 DB。
-3. **缓存穿透(Penetration)**:请求查询的数据在 DB 中根本不存在,缓存永远无法命中,每次请求都直达 DB。
-
----
-
-## 📊 三者发生机制
-
-```mermaid
-graph TB
- subgraph 击穿["🔓 缓存击穿 — 单热点 key 过期"]
- B1["热 key 过期"] --> B2["大量并发同时 miss"]
- B2 --> B3["同时回源 DB"]
- B3 --> B4["DB 瞬时尖峰 💥"]
- end
-
- subgraph 雪崩["❄️ 缓存雪崩 — 大面积 key 集中失效"]
- A1["大量 key 同时刻过期
或缓存节点宕机"] --> A2["请求大面积 miss"]
- A2 --> A3["全部涌向 DB"]
- A3 --> A4["DB 持续高压 💥"]
- end
-
- subgraph 穿透["🕳️ 缓存穿透 — 查不存在的数据"]
- C1["请求查询不存在的 key"] --> C2["缓存永远 miss"]
- C2 --> C3["每次直达 DB"]
- C3 --> C4["DB 持续高压 💥"]
- end
-```
-
-## 📝 三者对比
-
-| | 缓存击穿 | 缓存雪崩 | 缓存穿透 |
-|---|---------|---------|---------|
-| **根因** | 热 key 过期 | 大面积 key 同时过期 / 缓存宕机 | 查询不存在的数据 |
-| **特征** | 单 key、高并发 | 多 key、集中失效 | 缓存永远 miss |
-| **触发方式** | 自然过期 | 自然过期 / 节点故障 | 恶意攻击 / 业务异常 |
-| **危害** | DB 瞬时尖峰 | DB 持续高压 | DB 持续高压 |
-
----
-
-## 🛡️ 解决方案总览
-
-```mermaid
-graph LR
- subgraph 击穿["击穿"]
- A1["A1 永不过期"]
- A2["A2 加锁排队
singleflight"]
- end
-
- subgraph 雪崩["雪崩"]
- B1["B1 加锁/限流"]
- B2["B2 随机失效"]
- B3["B3 Redis 高可用
多级缓存"]
- end
-
- subgraph 穿透["穿透"]
- C1["C1 参数校验"]
- C2["C2 缓存空对象"]
- C3["C3 布隆过滤器"]
- end
-```
-
----
-
-## 🛡️ 解决方案
-
-### A. 缓存击穿
-
-#### A1 永不过期
-
-逻辑过期而非 TTL 过期:缓存中存一个过期时间字段,由后台异步刷新,请求始终命中缓存。
-
-```mermaid
-sequenceDiagram
- participant C as 客户端
- participant R as Redis
- participant W as 后台 Worker
- participant DB as DB
-
- C->>R: GET key
- R-->>C: 返回数据 + expireAt
- alt 未过期
- C-->>C: 直接使用 ✅
- else 已过期(逻辑过期)
- C-->>C: 仍返回旧数据 ✅(可用性优先)
- C->>W: 触发异步刷新
- W->>DB: 查询最新数据
- DB-->>W: 返回新数据
- W->>R: SET key + 新 expireAt
- end
-```
-
-```go
-type CacheItem struct {
- Data any
- ExpireAt time.Time
-}
-
-func (s *Service) Get(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- raw, err := s.rdb.Get(ctx, key).Bytes()
- if err != nil {
- return s.loadAndSet(ctx, key)
- }
-
- var item CacheItem
- json.Unmarshal(raw, &item)
-
- // 逻辑过期:数据仍可返回,触发异步刷新
- if time.Now().After(item.ExpireAt) {
- go s.asyncRefresh(ctx, key)
- }
- return item.Data, nil
-}
-```
-
-!!! tip "适用场景"
- 对一致性要求不高、对可用性要求极高的热点数据(如首页推荐)。
-
-#### A2 加锁排队
-
-只放一个请求去 DB 加载,其余请求等锁释放后读缓存。
-
-```mermaid
-sequenceDiagram
- participant C1 as 请求1
- participant C2 as 请求2
- participant C3 as 请求3
- participant R as Redis
- participant Lock as 分布式锁
- participant DB as DB
-
- C1->>R: GET key → miss
- C2->>R: GET key → miss
- C3->>R: GET key → miss
-
- C1->>Lock: 尝试获锁 ✅
- C2->>Lock: 尝试获锁 ❌ 等待
- C3->>Lock: 尝试获锁 ❌ 等待
-
- C1->>DB: SELECT ...
- DB-->>C1: 返回数据
- C1->>R: SET key + TTL
- C1->>Lock: 释放锁
-
- C2->>R: GET key → hit ✅
- C3->>R: GET key → hit ✅
-```
-
-```go
-var mu sync.Mutex
-
-func (s *Service) GetWithLock(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- // 先查缓存
- val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
- if err == nil {
- return val, nil
- }
-
- // 缓存 miss,加锁
- mu.Lock()
- defer mu.Unlock()
-
- // double-check:可能其他协程已加载
- val, err = s.rdb.Get(ctx, key).Result()
- if err == nil {
- return val, nil
- }
-
- // 查 DB 并写缓存
- data, err := s.db.Query(ctx, key)
- if err != nil {
- return nil, err
- }
- s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
- return data, nil
-}
-```
-
-!!! warning "分布式环境用分布式锁"
- 单机 `sync.Mutex` 只在单进程内有效,多实例部署时需要用 Redis 分布式锁(如 `redsync`)或 `singleflight`。
-
-**更优雅的方式——`singleflight`**:
-
-```go
-var g singleflight.Group
-
-func (s *Service) GetWithSingleFlight(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- v, err, _ := g.Do(key, func() (any, error) {
- // 只有一个协程执行查询
- data, err := s.db.Query(ctx, key)
- if err != nil {
- return nil, err
- }
- s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
- return data, nil
- })
- return v, err
-}
-```
-
----
-
-### B. 缓存雪崩
-
-#### B1 加锁排队
-
-与击穿的加锁思路相同,限制并发回源数量,避免 DB 瞬时过载。
-
-```go
-// 使用带容量限制的令牌桶
-var limiter = rate.NewLimiter(rate.Limit(100), 50)
-
-func (s *Service) GetWithRateLimit(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
- if err == nil {
- return val, nil
- }
-
- // 限流:超出速率直接拒绝或排队
- if err := limiter.Wait(ctx); err != nil {
- return nil, fmt.Errorf("service busy, try later")
- }
-
- data, err := s.db.Query(ctx, key)
- if err != nil {
- return nil, err
- }
- s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
- return data, nil
-}
-```
-
-#### B2 随机失效
-
-给 TTL 加随机偏移量,避免大量 key 在同一时刻集中过期。
-
-```mermaid
-graph LR
- subgraph 无 Jitter["❌ 无随机偏移"]
- T1["key_a TTL=30min"] --> E1["同时过期"]
- T2["key_b TTL=30min"] --> E1
- T3["key_c TTL=30min"] --> E1
- E1 --> CRASH["DB 雪崩 💥"]
- end
-
- subgraph 有 Jitter["✅ 有随机偏移"]
- J1["key_a TTL=30m+2m"] --> D1["32min 过期"]
- J2["key_b TTL=30m+7m"] --> D2["37min 过期"]
- J3["key_c TTL=30m+4m"] --> D3["34min 过期"]
- D1 --> SAFE["DB 压力分散 ✅"]
- D2 --> SAFE
- D3 --> SAFE
- end
-
- 无 Jitter -.->|加 jitter| 有 Jitter
-```
-
-```go
-func (s *Service) SetWithJitter(ctx context.Context, key string, data any, baseTTL time.Duration) {
- jitter := time.Duration(rand.Intn(300)) * time.Second // 0~300s 随机偏移
- s.rdb.Set(ctx, key, data, baseTTL+jitter)
-}
-
-// 批量设置时
-for _, item := range items {
- base := 30 * time.Minute
- jitter := time.Duration(rand.Intn(600)) * time.Second
- s.rdb.Set(ctx, item.Key, item.Data, base+jitter)
-}
-```
-
-#### B3 Redis 高可用
-
-缓存节点宕机 = 所有 key 同时"失效",必须依赖高可用架构:
-
-```mermaid
-graph TB
- subgraph 多级缓存架构
- Client["客户端请求"]
- L1["L1 本地缓存
bigcache / ristretto"]
- L2["L2 Redis
Sentinel / Cluster"]
- L3["L3 DB"]
-
- Client --> L1
- L1 -->|miss| L2
- L2 -->|miss| L3
- L3 --> L2
- L2 --> L1
-
- L1 -.->|Redis 不可用时
降级到本地| Client
- end
-```
-
-| 方案 | 说明 |
-|------|------|
-| **Redis Sentinel** | 自动故障转移,主节点挂掉时从节点升主 |
-| **Redis Cluster** | 数据分片 + 自动故障转移,生产环境推荐 |
-| **多级缓存** | 本地缓存(如 `bigcache`/`ristretto`)+ Redis,Redis 不可用时降级到本地 |
-| **熔断降级** | DB 压力过大时直接返回兜底数据或错误页 |
-
-```go
-// 多级缓存示例:本地 + Redis
-func (s *Service) GetMultiLevel(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- // L1: 本地缓存
- if v, ok := s.localCache.Get(key); ok {
- return v, nil
- }
-
- // L2: Redis
- val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
- if err == nil {
- s.localCache.Set(key, val, 5*time.Minute)
- return val, nil
- }
-
- // L3: DB
- data, err := s.db.Query(ctx, key)
- if err != nil {
- return nil, err
- }
- s.rdb.Set(ctx, key, data, 30*time.Minute)
- s.localCache.Set(key, data, 5*time.Minute)
- return data, nil
-}
-```
-
----
-
-### C. 缓存穿透
-
-#### C1 参数校验
-
-在入口层拦截非法请求,根本不让它进入缓存/DB 查询流程。
-
-```go
-func (s *Service) GetUser(ctx context.Context, id int64) (any, error) {
- if id <= 0 {
- return nil, fmt.Errorf("invalid user id: %d", id)
- }
- // 继续正常查询流程...
-}
-```
-
-#### C2 缓存空对象
-
-当 DB 查不到时,缓存一个空值(带短 TTL),避免同一 key 反复穿透。
-
-```go
-const emptyTTL = 5 * time.Minute
-
-func (s *Service) GetWithNullCache(ctx context.Context, key string) (any, error) {
- val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
- if err == nil {
- if val == "NULL" {
- return nil, nil // 命中空值缓存
- }
- return val, nil
- }
-
- data, err := s.db.Query(ctx, key)
- if err != nil {
- return nil, err
- }
- if data == nil {
- // DB 也没有,缓存空值
- s.rdb.Set(ctx, key, "NULL", emptyTTL)
- return nil, nil
- }
- s.rdb.Set(ctx, key, data, 30*time.Minute)
- return data, nil
-}
-```
-
-!!! warning "空值缓存的风险"
- - 短 TTL 是必须的,否则真正写入数据后缓存中的空值会遮挡新数据
- - 大量不同 key 穿透时,会缓存大量空值,占用内存
-
-#### C3 布隆过滤器
-
-在缓存之前加一层布隆过滤器,不存在的 key 直接拦截。
-
-```mermaid
-graph LR
- Req["请求"] --> BF{"布隆过滤器"}
- BF -->|"一定不存在 ✗"| Reject["直接拒绝
不查缓存/DB"]
- BF -->|"可能存在 ✓"| Cache{"Redis 缓存"}
- Cache -->|hit| Return["返回数据"]
- Cache -->|miss| DB["查询 DB"]
- DB -->|有数据| Cache
- DB -->|无数据| Null["缓存空对象
短 TTL"]
-```
-
-```go
-import "github.com/bits-and-blooms/bloom/v3"
-
-var userFilter = bloom.NewWithEstimates(1_000_000, 0.01) // 100万条,1%误判率
-
-// 服务启动时加载数据
-func InitFilter(ctx context.Context) {
- ids, _ := db.GetAllUserIDs(ctx)
- for _, id := range ids {
- userFilter.AddString(strconv.FormatInt(id, 10))
- }
-}
-
-func (s *Service) GetWithBloom(ctx context.Context, id int64) (any, error) {
- key := strconv.FormatInt(id, 10)
-
- // 布隆过滤器判断:如果一定不存在,直接返回
- if !userFilter.TestString(key) {
- return nil, fmt.Errorf("user %d does not exist", id)
- }
-
- // 可能存在,走正常缓存 → DB 流程
- return s.GetWithNullCache(ctx, fmt.Sprintf("user:%d", id))
-}
-```
-
-!!! info "布隆过滤器的特点"
- - **不存在 → 一定不存在**(无假阴性)
- - **存在 → 可能存在**(有假阳性,约 1% 误判率可接受)
- - 不支持删除,数据变更时需重建
- - 适合数据集相对稳定、查询频繁的场景
-
----
-
-## 🔀 方案速查表
-
-| 问题 | 方案 | 复杂度 | 适用场景 |
-|------|------|--------|---------|
-| 击穿 | A1 永不过期 | ★★ | 可接受短暂不一致的热点数据 |
-| 击穿 | A2 加锁排队 | ★★★ | 数据一致性要求高 |
-| 雪崩 | B1 加锁排队 | ★★★ | 应急限流,配合其他方案使用 |
-| 雪崩 | B2 随机失效 | ★ | **最简单有效,批量设置 TTL 时必备** |
-| 雪崩 | B3 Redis 高可用 | ★★★★ | 生产环境必备 |
-| 穿透 | C1 参数校验 | ★ | 入口层拦截,第一道防线 |
-| 穿透 | C2 缓存空对象 | ★★ | 穿透 key 种类不多时 |
-| 穿透 | C3 布隆过滤器 | ★★★ | 数据量大、穿透 key 随机时 |
-
----
-
-## ⚠️ 常见陷阱
-
-!!! warning "加锁 ≠ 互斥锁就够了"
- 单机 `sync.Mutex` 在多实例部署下无效,要么用分布式锁,要么用 `singleflight`。
-
-!!! warning "空值缓存 TTL 太长"
- TTL 太长会遮挡后续写入的真实数据;太短则穿透频繁。一般 1~5 分钟,视业务容忍度调整。
-
-!!! warning "布隆过滤器不支持删除"
- 数据被删后布隆过滤不会更新,可能误判"存在"。解决方案:使用 Counting Bloom Filter 或定期全量重建。
-
----
-
-## 🏋️ 练习题
-
-??? question "练习 1:为什么 singleflight 能缓解击穿但不能解决雪崩?"
- singleflight 合并的是 **同一个 key** 的并发请求。雪崩是 **多个不同 key** 同时失效,每个 key 形成独立的回源请求,singleflight 无法跨 key 合并。
-
- ??? success "答案"
- singleflight 按 key 做请求合并,只能保证同一个 key 只有一个回源请求。雪崩时大量不同 key 同时失效,各自独立回源,singleflight 无法跨 key 去重。解决雪崩需从 TTL 分散和高可用入手。
-
-??? question "练习 2:布隆过滤器说「存在 → 可能存在」,那假阳性时会发生什么?"
- 当布隆过滤器误判某个不存在的 key 为"存在"时,请求会正常走缓存 → DB 流程,缓存 miss 后查 DB 也没数据,此时可降级到缓存空对象方案兜底。
-
- ??? success "答案"
- 假阳性不会导致错误结果——只是让本可拦截的请求穿透到了缓存/DB 层。配合缓存空对象(C2),在 DB 查空后缓存一个短 TTL 的空值,后续同样的 key 就不会重复穿透了。实际中 1% 的误判率完全可控。
-
-??? question "练习 3:永不过期方案中,如果后台异步刷新 DB 查询失败怎么办?"
- 此时缓存返回的是旧数据,一致性要求不高的场景可以接受;如果一致性要求高,应在刷新失败时记录日志/告警,并设置一个最大容忍时间,超过后主动置为失效状态。
-
- ??? success "答案"
- 1. 返回旧数据,保证可用性(AP 优先)
- 2. 刷新失败时记录日志并告警
- 3. 设置 `MaxStale` 上限,超过后返回错误或降级
- 4. 关键业务不适合单独使用永不过期方案,需配合其他手段
-
----
-
-## 🔗 相关链接
-
-- [Redis 官方文档 — Caching](https://redis.io/docs/manual/patterns/caching/) — Redis 缓存模式
-- [Go singleflight 文档](https://pkg.go.dev/golang.org/x/sync/singleflight) — 请求合并
-- [bloom 库](https://github.com/bits-and-blooms/bloom) — Go 布隆过滤器实现
diff --git a/docs/architecture/cache/cache-breakdown.md b/docs/architecture/cache/cache-breakdown.md
new file mode 100644
index 0000000..28f2f90
--- /dev/null
+++ b/docs/architecture/cache/cache-breakdown.md
@@ -0,0 +1,220 @@
+# 缓存击穿
+
+!!! note "💡 一句话概述"
+ 缓存击穿是某个热点 key 过期的瞬间,大量并发请求同时穿透到 DB 导致数据库瞬时尖峰——防护核心是控制回源并发数。
+
+---
+
+## 🔑 核心概念
+
+1. **热点 key 过期**:某个被高频访问的 key 在 TTL 到期后,缓存中消失。
+2. **并发回源**:大量请求同时发现缓存 miss,同时去 DB 查询。
+3. **瞬时尖峰**:DB 承受短时间大量相同查询,压力可能压垮数据库。
+
+---
+
+## 📝 详细说明
+
+### 发生机制
+
+```mermaid
+graph TB
+ subgraph 击穿["🔓 缓存击穿 — 单热点 key 过期"]
+ B1["热 key 过期"] --> B2["大量并发同时 miss"]
+ B2 --> B3["同时回源 DB"]
+ B3 --> B4["DB 瞬时尖峰 💥"]
+ end
+```
+
+**典型场景**:电商秒杀商品详情、热门文章、排行榜——这类 key 访问量极高,一旦过期瞬间就有成百上千请求涌入 DB。
+
+### 与雪崩、穿透的区别
+
+| | 缓存击穿 | 缓存雪崩 | 缓存穿透 |
+|---|---------|---------|---------|
+| **根因** | 热 key 过期 | 大面积 key 同时过期 / 缓存宕机 | 查询不存在的数据 |
+| **特征** | 单 key、高并发 | 多 key、集中失效 | 缓存永远 miss |
+| **危害** | DB 瞬时尖峰 | DB 持续高压 | DB 持续高压 |
+
+---
+
+## 🛡️ 解决方案
+
+### 方案 1:逻辑过期(永不过期)
+
+逻辑过期而非 TTL 过期:缓存中存一个过期时间字段,由后台异步刷新,请求始终命中缓存。
+
+```mermaid
+sequenceDiagram
+ participant C as 客户端
+ participant R as Redis
+ participant W as 后台 Worker
+ participant DB as DB
+
+ C->>R: GET key
+ R-->>C: 返回数据 + expireAt
+ alt 未过期
+ C-->>C: 直接使用 ✅
+ else 已过期(逻辑过期)
+ C-->>C: 仍返回旧数据 ✅(可用性优先)
+ C->>W: 触发异步刷新
+ W->>DB: 查询最新数据
+ DB-->>W: 返回新数据
+ W->>R: SET key + 新 expireAt
+ end
+```
+
+```go
+type CacheItem struct {
+ Data any
+ ExpireAt time.Time
+}
+
+func (s *Service) Get(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ raw, err := s.rdb.Get(ctx, key).Bytes()
+ if err != nil {
+ return s.loadAndSet(ctx, key)
+ }
+
+ var item CacheItem
+ json.Unmarshal(raw, &item)
+
+ // 逻辑过期:数据仍可返回,触发异步刷新
+ if time.Now().After(item.ExpireAt) {
+ go s.asyncRefresh(ctx, key)
+ }
+ return item.Data, nil
+}
+```
+
+!!! tip "适用场景"
+ 对一致性要求不高、对可用性要求极高的热点数据(如首页推荐)。
+
+### 方案 2:加锁排队
+
+只放一个请求去 DB 加载,其余请求等锁释放后读缓存。
+
+```mermaid
+sequenceDiagram
+ participant C1 as 请求1
+ participant C2 as 请求2
+ participant C3 as 请求3
+ participant R as Redis
+ participant Lock as 分布式锁
+ participant DB as DB
+
+ C1->>R: GET key → miss
+ C2->>R: GET key → miss
+ C3->>R: GET key → miss
+
+ C1->>Lock: 尝试获锁 ✅
+ C2->>Lock: 尝试获锁 ❌ 等待
+ C3->>Lock: 尝试获锁 ❌ 等待
+
+ C1->>DB: SELECT ...
+ DB-->>C1: 返回数据
+ C1->>R: SET key + TTL
+ C1->>Lock: 释放锁
+
+ C2->>R: GET key → hit ✅
+ C3->>R: GET key → hit ✅
+```
+
+```go
+var mu sync.Mutex
+
+func (s *Service) GetWithLock(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ // 先查缓存
+ val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
+ if err == nil {
+ return val, nil
+ }
+
+ // 缓存 miss,加锁
+ mu.Lock()
+ defer mu.Unlock()
+
+ // double-check:可能其他协程已加载
+ val, err = s.rdb.Get(ctx, key).Result()
+ if err == nil {
+ return val, nil
+ }
+
+ // 查 DB 并写缓存
+ data, err := s.db.Query(ctx, key)
+ if err != nil {
+ return nil, err
+ }
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
+ return data, nil
+}
+```
+
+!!! warning "分布式环境用分布式锁"
+ 单机 `sync.Mutex` 只在单进程内有效,多实例部署时需要用 Redis 分布式锁(如 `redsync`)或 `singleflight`。
+
+**更优雅的方式——`singleflight`**:
+
+```go
+var g singleflight.Group
+
+func (s *Service) GetWithSingleFlight(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ v, err, _ := g.Do(key, func() (any, error) {
+ // 只有一个协程执行查询
+ data, err := s.db.Query(ctx, key)
+ if err != nil {
+ return nil, err
+ }
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, 10*time.Minute)
+ return data, nil
+ })
+ return v, err
+}
+```
+
+---
+
+## 📊 方案对比
+
+| 方案 | 一致性 | 可用性 | 复杂度 | 适用场景 |
+|------|:---:|:---:|:---:|---------|
+| 逻辑过期 | 弱 | 高 | ★★ | 可接受短暂不一致的热点数据 |
+| 加锁排队 | 强 | 中 | ★★★ | 数据一致性要求高 |
+| singleflight | 强 | 中 | ★★ | Go 生态最佳实践 |
+
+---
+
+## ⚠️ 常见陷阱
+
+!!! warning "加锁 ≠ 互斥锁就够了"
+ 单机 `sync.Mutex` 在多实例部署下无效,要么用分布式锁,要么用 `singleflight`。
+
+!!! warning "逻辑过期的"脏窗口""
+ 异步刷新完成前,所有请求读到的都是旧数据。如果业务对一致性敏感,需要设置最大容忍时间,超时后降级。
+
+---
+
+## 🏋️ 练习题
+
+??? question "练习 1:为什么 singleflight 能缓解击穿但不能解决雪崩?"
+ singleflight 合并的是**同一个 key** 的并发请求。雪崩是**多个不同 key**同时失效,每个 key 形成独立的回源请求,singleflight 无法跨 key 合并。
+
+ ??? success "答案"
+ singleflight 按 key 做请求合并,只能保证同一个 key 只有一个回源请求。雪崩时大量不同 key 同时失效,各自独立回源,singleflight 无法跨 key 去重。解决雪崩需从 TTL 分散和高可用入手。
+
+??? question "练习 2:逻辑过期方案中,如果后台异步刷新 DB 查询失败怎么办?"
+ 此时缓存返回的是旧数据,一致性要求不高的场景可以接受;如果一致性要求高,应在刷新失败时记录日志/告警,并设置一个最大容忍时间。
+
+ ??? success "答案"
+ 1. 返回旧数据,保证可用性(AP 优先)
+ 2. 刷新失败时记录日志并告警
+ 3. 设置 `MaxStale` 上限,超过后返回错误或降级
+ 4. 关键业务不适合单独使用逻辑过期,需配合其他手段
+
+---
+
+## 🔗 相关链接
+
+- [缓存雪崩](cache-avalanche.md) — 大面积 key 同时失效
+- [缓存穿透](cache-penetration.md) — 查不存在的数据绕过缓存
+- [Go singleflight 文档](https://pkg.go.dev/golang.org/x/sync/singleflight) — 请求合并
diff --git a/docs/architecture/cache/cache-penetration.md b/docs/architecture/cache/cache-penetration.md
new file mode 100644
index 0000000..b150b41
--- /dev/null
+++ b/docs/architecture/cache/cache-penetration.md
@@ -0,0 +1,242 @@
+# 缓存穿透
+
+!!! note "💡 一句话概述"
+ 缓存穿透是请求查询根本不存在的数据,缓存永远无法命中,每次请求都直达 DB——防护核心是在缓存层之前拦截无效请求。
+
+---
+
+## 🔑 核心概念
+
+1. **数据不存在**:请求的 key 在 DB 中根本不存在,缓存层也无法存储有效结果。
+2. **每次穿透**:每次请求都 miss → 查 DB → 空 → 回来,缓存形同虚设。
+3. **恶意攻击**:攻击者用大量不存在的 key 发起请求,每条都穿透到 DB。
+
+---
+
+## 📝 详细说明
+
+### 发生机制
+
+```mermaid
+graph TB
+ subgraph 穿透["🕳️ 缓存穿透 — 查不存在的数据"]
+ C1["请求查询不存在的 key"] --> C2["缓存永远 miss"]
+ C2 --> C3["每次直达 DB"]
+ C3 --> C4["DB 持续高压 💥"]
+ end
+```
+
+**典型场景**:
+
+| 场景 | 说明 |
+|------|------|
+| 恶意攻击 | 用随机 ID 请求 `/user/{id}`,大量 ID 根本不存在 |
+| 业务异常 | 前端传了无效参数(负数 ID、非法格式),后端未校验 |
+| 数据删除后 | DB 中数据已删除,但请求仍用旧 key 访问 |
+
+### 与击穿、雪崩的区别
+
+| | 缓存击穿 | 缓存雪崩 | 缓存穿透 |
+|---|---------|---------|---------|
+| **根因** | 热 key 过期 | 大面积 key 同时过期 / 缓存宕机 | 查询不存在的数据 |
+| **特征** | 单 key、高并发 | 多 key、集中失效 | 缓存永远 miss |
+| **触发方式** | 自然过期 | 自然过期 / 节点故障 | 恶意攻击 / 业务异常 |
+| **危害** | DB 瞬时尖峰 | DB 持续高压 | DB 持续高压 |
+
+**穿透的独特性**:击穿和雪崩是"有数据但缓存失效",穿透是"根本没数据"——这意味着常规的"缓存 miss → 回源"流程完全失效。
+
+---
+
+## 🛡️ 解决方案
+
+### 方案 1:参数校验(第一道防线)
+
+在入口层拦截非法请求,根本不让它进入缓存/DB 查询流程。
+
+```go
+func (s *Service) GetUser(ctx context.Context, id int64) (any, error) {
+ if id <= 0 {
+ return nil, fmt.Errorf("invalid user id: %d", id)
+ }
+ // 继续正常查询流程...
+}
+```
+
+**校验规则示例**:
+
+| 参数类型 | 校验规则 |
+|---------|---------|
+| 用户 ID | 正整数,范围在合法区间 |
+| 订单号 | 符合格式(如日期+序号) |
+| 枚举值 | 必须在预定义集合内 |
+| 分页参数 | page ≤ maxPage、size ≤ maxSize |
+
+### 方案 2:缓存空对象
+
+当 DB 查不到时,缓存一个空值(带短 TTL),避免同一 key 反复穿透。
+
+```mermaid
+sequenceDiagram
+ participant C as 客户端
+ participant R as Redis
+ participant DB as DB
+
+ C->>R: GET user:9999 → miss
+ R-->>C: nil
+ C->>DB: SELECT * FROM users WHERE id=9999
+ DB-->>C: 空(不存在)
+ C->>R: SET user:9999 "NULL" EX 300
+ Note over R: 缓存空值,5 分钟 TTL
+
+ C->>R: GET user:9999 → hit "NULL"
+ C-->>C: 直接返回空,不再查 DB ✅
+```
+
+```go
+const emptyTTL = 5 * time.Minute
+
+func (s *Service) GetWithNullCache(ctx context.Context, key string) (any, error) {
+ val, err := s.rdb.Get(ctx, key).Result()
+ if err == nil {
+ if val == "NULL" {
+ return nil, nil // 命中空值缓存
+ }
+ return val, nil
+ }
+
+ data, err := s.db.Query(ctx, key)
+ if err != nil {
+ return nil, err
+ }
+ if data == nil {
+ // DB 也没有,缓存空值
+ s.rdb.Set(ctx, key, "NULL", emptyTTL)
+ return nil, nil
+ }
+ s.rdb.Set(ctx, key, data, 30*time.Minute)
+ return data, nil
+}
+```
+
+!!! warning "空值缓存的风险"
+ - **短 TTL 是必须的**,否则真正写入数据后缓存中的空值会遮挡新数据
+ - **大量不同 key 穿透时**,会缓存大量空值,占用内存
+ - 适合穿透 key 种类有限的场景
+
+### 方案 3:布隆过滤器
+
+在缓存之前加一层布隆过滤器,不存在的 key 直接拦截。
+
+```mermaid
+graph LR
+ Req["请求"] --> BF{"布隆过滤器"}
+ BF -->|"一定不存在 ✗"| Reject["直接拒绝
不查缓存/DB"]
+ BF -->|"可能存在 ✓"| Cache{"Redis 缓存"}
+ Cache -->|hit| Return["返回数据"]
+ Cache -->|miss| DB["查询 DB"]
+ DB -->|有数据| Cache
+ DB -->|无数据| Null["缓存空对象
短 TTL"]
+```
+
+```go
+import "github.com/bits-and-blooms/bloom/v3"
+
+var userFilter = bloom.NewWithEstimates(1_000_000, 0.01) // 100万条,1%误判率
+
+// 服务启动时加载数据
+func InitFilter(ctx context.Context) {
+ ids, _ := db.GetAllUserIDs(ctx)
+ for _, id := range ids {
+ userFilter.AddString(strconv.FormatInt(id, 10))
+ }
+}
+
+func (s *Service) GetWithBloom(ctx context.Context, id int64) (any, error) {
+ key := strconv.FormatInt(id, 10)
+
+ // 布隆过滤器判断:如果一定不存在,直接返回
+ if !userFilter.TestString(key) {
+ return nil, fmt.Errorf("user %d does not exist", id)
+ }
+
+ // 可能存在,走正常缓存 → DB 流程
+ return s.GetWithNullCache(ctx, fmt.Sprintf("user:%d", id))
+}
+```
+
+!!! info "布隆过滤器的特点"
+ - **不存在 → 一定不存在**(无假阴性)
+ - **存在 → 可能存在**(有假阳性,约 1% 误判率可接受)
+ - 不支持删除,数据变更时需重建
+ - 适合数据集相对稳定、查询频繁的场景
+
+**布隆过滤器 + 缓存空对象的组合**是防御穿透最完整的方案:
+
+| 情况 | 布隆过滤器 | 缓存空对象 |
+|------|:---:|:---:|
+| key 确实不存在 | 直接拦截 ✅ | 不需要 |
+| key 存在、缓存命中 | 放行 → 缓存返回 ✅ | 不需要 |
+| key 存在、缓存 miss | 放行 → 回源 ✅ | 不需要 |
+| 布隆误判(假阳性) | 放行 → 缓存 miss | 缓存空值兜底 ✅ |
+
+---
+
+## 📊 方案对比
+
+| 方案 | 防护强度 | 内存开销 | 复杂度 | 适用场景 |
+|------|:---:|:---:|:---:|---------|
+| 参数校验 | 弱(仅防非法参数) | 无 | ★ | 入口层拦截,第一道防线 |
+| 缓存空对象 | 中 | 较大(大量空值) | ★★ | 穿透 key 种类不多时 |
+| 布隆过滤器 | 强 | 小(~1.14MB/百万) | ★★★ | 数据量大、穿透 key 随机时 |
+
+---
+
+## ⚠️ 常见陷阱
+
+!!! warning "空值缓存 TTL 太长"
+ TTL 太长会遮挡后续写入的真实数据;太短则穿透频繁。一般 1~5 分钟,视业务容忍度调整。
+
+!!! warning "布隆过滤器不支持删除"
+ 数据被删后布隆过滤器不会更新,可能误判"存在"。详见 [布隆过滤器删除问题](../../algorithm/bloom-filter-deletion.md)。
+
+!!! warning "布隆过滤器需要预加载"
+ 服务启动时必须从 DB 加载全量 ID 到过滤器,启动时间与数据量成正比。数据量极大时需考虑异步加载。
+
+!!! warning "攻击者用全随机 key 时,空值缓存会爆内存"
+ 每个随机 key 都会缓存一个空值,内存线性增长。此时应依赖布隆过滤器前置拦截,而非空值缓存。
+
+---
+
+## 🏋️ 练习题
+
+??? question "练习 1:布隆过滤器说「存在 → 可能存在」,那假阳性时会发生什么?"
+ 误判时请求会正常走缓存 → DB 流程,缓存 miss 后查 DB 也没数据,此时可降级到缓存空对象方案兜底。
+
+ ??? success "答案"
+ 假阳性不会导致错误结果——只是让本可拦截的请求穿透到了缓存/DB 层。配合缓存空对象,在 DB 查空后缓存一个短 TTL 的空值,后续同样的 key 就不会重复穿透了。实际中 1% 的误判率完全可控。
+
+??? question "练习 2:攻击者用完全随机的 key 攻击,纯靠缓存空对象能防住吗?"
+ 不能。随机 key 意味着每个 key 都是全新的,每次都会穿透到 DB 并缓存一个空值。攻击量大时,Redis 内存会被空值占满。
+
+ ??? success "答案"
+ 纯缓存空对象在随机 key 攻击下会**内存溢出**。正确做法是布隆过滤器前置拦截——随机 key 大概率不在过滤器中,直接被拒绝。布隆过滤器 + 缓存空对象的组合才能同时覆盖常规穿透和恶意攻击。
+
+??? question "练习 3:业务数据频繁增删(如用户注册/注销),布隆过滤器还适用吗?"
+ 标准布隆过滤器不支持删除,频繁删除后误判率会上升。此时应考虑 Counting Bloom Filter 或 Cuckoo Filter。
+
+ ??? success "答案"
+ 频繁增删场景下标准布隆过滤器不适用——删除的用户 ID 仍会在过滤器中标记为"存在",假阳性持续累积。解决方案:
+ 1. 使用 Counting Bloom Filter(支持删除,但 4x 空间开销)
+ 2. 使用 Cuckoo Filter(支持删除,空间更优)
+ 3. 定期全量重建(适合删除频率低的场景)
+ 详见 [布隆过滤器删除问题](../../algorithm/bloom-filter-deletion.md)。
+
+---
+
+## 🔗 相关链接
+
+- [缓存击穿](cache-breakdown.md) — 单热点 key 过期的并发涌入
+- [缓存雪崩](cache-avalanche.md) — 大面积 key 同时失效
+- [布隆过滤器](../../algorithm/bloom-filter.md) — 基础原理与实现
+- [布隆过滤器删除问题](../../algorithm/bloom-filter-deletion.md) — 删除问题与替代方案
+- [bloom 库](https://github.com/bits-and-blooms/bloom) — Go 布隆过滤器实现
diff --git a/docs/architecture/cache/index.md b/docs/architecture/cache/index.md
index a8c9296..c56342a 100644
--- a/docs/architecture/cache/index.md
+++ b/docs/architecture/cache/index.md
@@ -1,4 +1,9 @@
# 缓存
-!!! note "💡 一句话概述"
- 缓存是提升系统性能的核心手段,通过在高速存储中保留热点数据来减少访问延迟。
+缓存是提升系统性能的核心手段,通过在高速存储中保留热点数据来减少访问延迟。
+
+本分类聚焦缓存架构中的典型问题与解决方案:
+
+- [缓存击穿](cache-breakdown.md) — 热 key 过期瞬间的并发涌入
+- [缓存雪崩](cache-avalanche.md) — 大面积 key 同时失效
+- [缓存穿透](cache-penetration.md) — 查不存在的数据绕过缓存
diff --git a/mkdocs.yml b/mkdocs.yml
index 845ace4..6bbdbd1 100644
--- a/mkdocs.yml
+++ b/mkdocs.yml
@@ -90,7 +90,9 @@ nav:
- architecture/index.md
- 缓存:
- architecture/cache/index.md
- - 缓存击穿雪崩穿透: architecture/cache/cache-breakdown-avalanche-penetration.md
+ - 缓存击穿: architecture/cache/cache-breakdown.md
+ - 缓存雪崩: architecture/cache/cache-avalanche.md
+ - 缓存穿透: architecture/cache/cache-penetration.md
- 算法:
- algorithm/index.md
- 布隆过滤器: