Redis篇：缓存穿透以及解决方案

news2024/12/23 0:21:39

1.何为缓存穿透

缓存穿透：缓存穿透是指客户端请求的数据在缓存中和数据库中都不存在，这样缓存永远不会生效，这些请求都会打到数据库。

比如查询一个id = 0的数据，这是在redis和数据库中肯定不存在的，这样就属于缓存穿透了。

常见的解决方案有两种：

缓存空对象
- 优点：实现简单，维护方便
- 缺点：
  - 额外的内存消耗
  - 可能造成短期的不一致
布隆过滤
- 优点：内存占用较少，没有多余key
- 缺点：
  - 实现复杂
  - 存在误判可能

由于布隆过滤器实现相对麻烦，现阶段先试用方案一：缓存空对象来解决缓存穿透问题：

2.两种解决方案的思路

缓存空对象思路分析：当我们客户端访问不存在的数据时，先请求redis，但是此时redis中没有数据，此时会访问到数据库，但是数据库中也没有数据，这个数据穿透了缓存，直击数据库，我们都知道数据库能够承载的并发不如redis这么高，如果大量的请求同时过来访问这种不存在的数据，这些请求就都会访问到数据库。

简单的解决方案就是：哪怕这个数据在数据库中也不存在，我们也把这个数据存入到redis中去，这样，下次用户过来访问这个不存在的数据，那么在redis中也能找到这个数据，就不会进入到数据库了

布隆过滤：布隆过滤器其实采用的是哈希思想来解决这个问题，通过一个庞大的二进制数组，走哈希思想去判断当前这个要查询的这个数据是否存在，如果布隆过滤器判断存在，则放行，这个请求会去访问redis，哪怕此时redis中的数据过期了，但是数据库中一定存在这个数据，在数据库中查询出来这个数据后，再将其放入到redis中，

假设布隆过滤器判断这个数据不存在，则直接返回

这种方式优点在于节约内存空间，存在误判，误判原因在于：布隆过滤器走的是哈希思想，只要哈希思想，就可能存在哈希冲突

3.基于缓存空值解决缓存穿透问题

接下来我们就拿黑马点评项目做实例，解决商铺查询的缓存穿透问题：

核心思路如下：

在原来的逻辑中，我们如果发现这个数据在mysql中不存在，直接就返回404了，这样是会存在缓存穿透问题的

现在的逻辑中：如果这个数据不存在，我们不会返回404 ，还是会把这个数据写入到Redis中，并且将value设置为空，欧当再次发起查询时，我们如果发现命中之后，判断这个value是否是null，如果是null，则是之前写入的数据，证明是缓存穿透数据，如果不是，则直接返回数据。

我们修改ShopServiceImpl中queryById方法：

/**
     * 根据id查询商铺
     * @param id
     * @return
     */
    @Override
    public Result queryById(Long id) {
        //1.从redis查询商铺缓存
        String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id;
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2.判断是否存在
        if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){
            //3.存在，返回商铺信息
            Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
            return Result.ok(shop);
        }

        //经过上面的判断，只剩下 shopJson == null 和 shopJson == ""的情况
        //判断命中的是否为空值 
        if(shopJson != null){
            //只剩下 shopJson == ""的情况，正是我们缓存的空值
            //返回错误信息
            return Result.fail("店铺压根不存在！！！");
        }
        //4.不存在，去数据库查询
        Shop shop = getById(id);
        //5判断数据库中是否存在
        if(shop == null){
            //6.数据库中不存在,返回错误信息，并且缓存空数据
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"",RedisConstants.CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES);
            return Result.fail("店铺不存在！");
        }
        //7.数据库中存在，将商铺信息写入redis，返回商铺信息
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(shop));
        //8.设置过期时间
        stringRedisTemplate.expire(key,RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        return Result.ok(shop);
    }