Redis访问了已经失效的键，结果导致了一些意想不到的问题和困扰

在日常使用Redis的过程中,我们有时会遇到一种看似简单却可能引发连锁问题的情况，那就是访问那些已经失效或被删除的键，表面上看，Redis处理一个不存在的键时会返回一个空值（nil），逻辑上似乎很清晰，但问题往往不出在Redis本身的行为上，而出在应用程序的代码逻辑没有周全地考虑到这种“空”的状态，从而导致了各种意想不到的bug和困扰。

一个非常典型的场景出现在缓存穿透问题上,想象一下，我们有一个电商网站，商品信息缓存在Redis中，并设置了过期时间，当某个商品下架或从未存在时，其对应的键自然就是失效或根本不存在的，如果这时有一个恶意攻击者或者一个出了bug的爬虫程序，持续地、高并发地请求这个根本不存在的商品ID，会发生什么？每一次请求都会穿透Redis缓存，直接打到后端的数据库上，因为应用程序的逻辑可能是：先查缓存，如果缓存有就返回；如果缓存没有（即访问到失效键），就去数据库查，数据库里当然也查不到这个商品，所以应用程序可能不会将这次查询的结果写入缓存（因为觉得查无结果，没有可缓存的），或者只写入一个短暂的空值，这样一来，这个无效的请求就会一次次地绕过缓存，直接冲击数据库，在短时间内海量这样的请求面前，数据库很可能不堪重负，导致连接池被占满、响应变慢，进而影响到其他正常业务的数据库查询，最终导致整个网站的服务不可用，这就是因为处理“访问失效键”这个简单动作时，防御措施不足而引发的严重问题。

另一种困扰源于对数据状态的误判,在一个用户会话管理的场景中，我们可能用Redis来存储用户的登录状态，键是用户的令牌（Token），值是一些用户信息，我们设定这个Token在30分钟无活动后自动过期，假设一个用户正在填写一个复杂的表单，花了超过30分钟的时间，然后点击提交，提交时，应用程序会验证Token是否有效，Redis中的这个键已经因为过期而失效了，如果应用程序的代码只是简单地判断从Redis取到的值是否为null，然后就认为用户未登录，那么用户辛辛苦苦填了半天的表单提交后，可能只会看到一个冷冰冰的“请重新登录”的提示，所有输入的数据都可能丢失，这对用户体验来说是灾难性的，这里的问题在于，程序逻辑没有区分“用户根本未登录”和“用户登录会话已超时”这两种不同的情况，并对后者进行更友好的处理，例如提示会话超时并提供保存草稿或重新登录后继续操作的机会。

还有一种情况与分布式环境下的并发操作有关,考虑一个使用Redis实现简单分布式锁的场景（尽管生产环境更推荐用Redlock等更严谨的算法，但此处用来说明问题），假设一个进程获取锁后，由于某些原因（如执行时间过长）导致锁的过期时间到了，锁键在Redis中自动失效了，另一个进程发现这个键不存在（即锁已失效），于是它成功地获取了锁，但紧接着，第一个进程执行完了任务，它依然会按照既定流程去尝试释放锁，它可能会执行一个删除锁键的操作，悲剧就这样发生了：它删除的并不是它自己创建的那个已经过期的锁，而是第二个进程刚刚创建的新锁！这导致了锁的提前释放，破坏了互斥性，可能使得临界区的代码被多个进程同时执行，造成数据错乱，这个问题的根源就在于，进程在释放锁时，没有校验当前持有的锁标识是否仍然是Redis中的有效值，而仅仅因为曾经拥有过，就贸然执行了删除操作，访问那个已经失效的旧锁键的状态信息，并基于此做出决策，引发了严重的并发问题。

在一些数据统计和聚合的场景中,如果代码逻辑不够健壮，访问失效键也可能导致计算错误，一个用于计数器的键，可能因为过期被清理，当程序试图对其进行自增操作时，Redis会将其当作从0开始自增，如果程序期望的是延续之前的计数，那么这个计数就会从零开始，导致统计数据不准确，或者，在一个存储集合（Set）或列表（List）的键失效后，程序试图向其添加新元素，这会创建一个新的空集合或列表，之前的历史数据就彻底丢失了，而程序可能在没有察觉的情况下继续运行，产出错误的结果。

Redis访问失效键返回空值这个行为本身是明确且合理的,真正的“意想不到的问题和困扰”，几乎都源于应用程序的开发者未能充分预见到各种边界情况，并在代码逻辑中做出妥善的处理，这提醒我们，在使用缓存或任何外部数据源时，必须采用防御性编程的思想，对每一个可能为空的返回值进行仔细甄别，并设计相应的异常处理、降级策略或状态恢复机制，才能避免这些看似简单实则棘手的问题。