一、测试概述

本次缓存测试主要证实系统在Redis发生缓存透过、缓存击穿、缓存雪崩三类典型异常场景下的服务稳定性、接口性能和保护方法有效性。测试目的：证实防护机制是不是生效，数据库压力是不是可控，接口响应时间、错误率是不是满足标准，防止数据库被突发流量打垮。测试环境包含业务应用、Redis、MySQL，使用JMeter作为压测工具，配套监控采集Redis命中标准、数据库CPU、连接数、接口RT、P99耗时等数据。测试前先采集正常业务流量下的性能基线，用于异常场景对比分析。

二、缓存透过测试设计

缓存透过指查询数据库不存在的数据，Redis无对应缓存，请求每次直达数据库。测试分为无防护标准测试和防护方法证实。标准测试：构造大量不存在的业务ID，开启高并发线程循环查询，监控Redis命中率为0，所有请求访问数据库。预期无防护时数据库QPS不断升高，高并发下连接耗尽、接口超时。

防护方案证实：一是空值缓存，查询不存在数据时，Redis写入短期空缓存。压测后观察，仅少量首轮请求访问数据库，后续请求命中空缓存，同时检查空缓存TTL不能过长，避免Redis内存占用过高。二是布隆过滤器方案，预加载全部合法业务ID，非法请求先经过布隆过滤器拦截。压测不存在ID，预期大部分请求在进入Redis前被拦截，极少请求访问数据库，同时证实布隆过滤器误判率和新增数据同步能力。

三、缓存击穿测试设计

缓存击穿是单个热点Key过期瞬间，大量并发请求同时涌入数据库。标准测试：创建访问量很高的热点Key，设置较短TTL，不断高并发压测该接口，等待key过期。无防护场景下，key过期瞬间Redismiss突增，数据库出现瞬时QPS尖峰，接口响应延迟明显上涨。

防护方法证实：分布式互斥锁方案，同一时刻仅允许一个请求查询数据库并回填缓存，其余请求等待重试。压测观测数据库同一时间只有单次查询，无流量尖峰，同时检查锁超时、死锁风险。思路过期方案，热点key不设置物理过期时间，在value内记录思路过期时间，后台异步线程刷新缓存。压测过程不会出现过期流量冲击，同时检查是不是存在短暂脏读问题。

四、缓存雪崩测试设计

缓存雪崩分为两种场景：大量key同一时间过期；Redis集群故障不可用。批量key过期标准测试：批量写入业务key并配置相同过期时间，不断并发压测，待key统一失效，大量请求直接访问数据库，造成数据库压力雪崩，接口大面积超时。防护方案为TTL增加随机偏移量，打散过期时间，压测后数据库流量平稳，无瞬时峰值。

Redis宕机故障注入测试，在压测过程中停止Redis服务，证实限流、熔断、本地缓存降级方法。预期触发熔断后限制数据库请求量，本地缓存兜底返回数据，避免数据库被压垮。同时证实Redis主从集群故障转移能力，缩短故障不断时间。

五、通用检查和风险说明

测试统一采集Redis命中率、数据库连接、CPU、接口错误率等标准。增加混合场景压测，模拟透过、击穿流量同时存在，长时间稳定性测试，证实锁残留、内存泄漏问题。测试必须在独立测试环境执行，压测前做好数据库保护，防止压测造成环境故障。测试完成后对比基线数据，考虑防护方法有效性，输出缺陷和优化建议，保障系统在缓存异常场景下稳定运行。