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Redis9：商户查询缓存3

article 2024/11/13 0:35:26

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一、缓存雪崩

1、什么是缓存雪崩？

2、解决方案

二、缓存击穿

1、什么是缓存击穿？

2、解决方案

①互斥锁

②逻辑过期

3、对比两种方案

4、案例：基于“互斥锁”，解决缓存击穿问题

编辑

①如何实现互斥锁呢？

②编写代码

③重启项目，使用Jmeter工具测试该后端接口

5、案例：基于“逻辑过期”，解决缓存击穿问题

一、缓存雪崩

1、什么是缓存雪崩？

缓存雪崩：是指在同一时段，大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机，导致大量请求打到数据库，带来巨大压力。

2、解决方案

二、缓存击穿

1、什么是缓存击穿？

缓存击穿：也叫热点key问题，就是一个被高并发访问、缓存重建业务较复杂的key突然失效了，无数的请求访问会在瞬间打到数据库，给数据库带来巨大的压力。

举例：热点key的TTL突然到期了，线程1从redis中没命中，然后去数据库查询，并将数据重新写会redis（由于该热点key的缓存重建业务较复杂，因此重建时间比较久），在重建期间，由于该热点key是高并发的，因此此时无数线程请求该key，redis没命中，于是这些请求都打到数据库，导致数据库压力巨大。

2、解决方案

①互斥锁

核心思想：线程1发现redis不存在该热点key，于是获取互斥锁，然后查询数据库并重建该缓存，等把该热点key的缓存成功写到了redis中，才会释放这个互斥锁。这期间，其他线程，查询redis也没命中，于是也尝试获取互斥锁，但是获取失败了（因为互斥锁被线程1占用），于是无法进行查询数据库并重建缓存的动作，于是只能等待。等到线程1重建好缓存，才能命中。

优点：缓存和数据库，是数据一致的。

缺点：其他线程需要等待，导致性能不佳（服务可用性差）。

②逻辑过期

核心思想：往redis存数据时，我就不设置TTL，于是该热点key永远不会过期，因此不可能出现热点key失效的现象。

但是为了保证缓存、数据库的数据一致性，因此还是要往热点key的value当中添加一个逻辑过期时间，每次访问该热点缓存时，都要主动判断是否过期，如果过期，就获取互斥锁，然后开启一个新线程（等于叫来一个帮手），帮我去完成缓存重建的动作，我自己这个线程还是返回旧的缓存，这样的确有点数据不一致，但是也无伤大雅。

优点：无需等待，性能好（服务可用性好）。

缺点：导致轻微的数据不一致问题。

3、对比两种方案

综上：这两种方式的数据一致性、服务可用性（性能）不可兼得。

一致性和可用性的抉择，也是分布式系统里面，常常面临的一个问题。

这两种，也没有孰优孰劣，应当根据应用场景来进行抉择。

4、案例：基于“互斥锁”，解决缓存击穿问题

①如何实现互斥锁呢？

我们此处借助redis的机制，来实现互斥锁。

也就是，我们获取互斥锁时，就执行setnx lock 1，即：向redis中，添加一个key为lock，value为1的键值对；释放互斥锁时，就执行del lock，即：将key为lock的数据删除。

②编写代码

先编写获取、释放互斥锁的方法。

注意：redis中的setnx命令，对应stringRedisTemplate中的setIfAbsent方法。

    //自定义方法：获取互斥锁
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);//防止Boolean自动拆箱成boolean时出现空指针异常
    }
    //自定义方法：释放互斥锁
    private void unlock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

编写“互斥锁”解决缓存击穿的代码（带*号的，是本次要学的）

    @Override
    public Result queryById(Long id) {
        String key = CACHE_SHOP_KEY + id;
        //1、从Redis中查询商铺缓存
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2、判断redis是否存在
        if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){
            //3、存在，则直接返回
            Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
            return Result.ok(shop);
        }
        //判断命中的是否是空值
        if(shopJson != null && shopJson.equals("")){
            //返回一个错误信息
            return Result.fail("店铺信息不存在！防止缓存穿透！");
        }

        //4、redis中不存在，进行缓存重建 *
        //4.1获取互斥锁 *
        String lockKey = "lock:shop:"+id;
        Shop shop = null;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            //4.2判断是否获取成功 *
            if(!isLock){
                //4.3失败，则休眠并重试查询redis *
                Thread.sleep(50);
                return queryById(id);//递归本方法，表示重新查询redis
            }
            //4.4成功，根据id查询数据库 *
            shop = getById(id);//该方法，来自mybatisPlus
            //模拟重建缓存的延时 *
            Thread.sleep(200);
            //5、数据库也不存在，返回错误 *
            if(shop == null){
                //将空值写入redis
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                return Result.fail("店铺不存在！");
            }
            //6、数据库中存在，则写入redis，并返回给前端 *
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop), CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //7、释放互斥锁 *
            unlock(lockKey);
        }
        if(shop==null){ //*
            return Result.fail("店铺不存在！");
        }
        //8、返回
        return Result.ok(shop);
    }