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文章目录
- 写在前面的话
- 背景说明
- 方案介绍
- 具体实现
- 总结陈词
写在前面的话
笔者所在公司由于存在大量业务场景，是借助Redis缓存实现的，因此缓存的健康状态对框架整体的影响较大。
针对这一问题，在框架封装过程中，采用了基于 Lettuce 事件总线实现的缓存容错策略和环境监测。
本篇博文鉴于此方案，展开描述，让我们絮絮道来。
背景说明
在高并发场景中，通常会引入Reids缓存机制，以此减轻数据库的查询压力，增加系统吞吐量。
例如，以Spring开发框架为例，开发者通常会选择采用@Cacheable等注解方式，便捷实现缓存的快速利用。
在传统的开发模式下，当Redis缓存宕机的时候，该注解所标注的方法会直接抛出异常，对功能调用方不太友好，并且针对缓存环境恢复的情况下，没有自动切换缓存策略的机制。开发人员往往要对单独接口进行缓存降级策略的编写，往往容易出现疏漏。开发者即使采用其他缓存客户端代码的使用方式，都不可避免的需要面对这个问题。
同时，由于Redis集群部署成本较高，部分企业并不会采用集群模式，往往不能保障Redis的高可用。
综上所述，Redis在宕机情况下的容错应对机制，是框架设计人员必须要考虑的。
【@Cacheable 技术简介】
@Cacheable 是 Spring 自带的注解，便捷操作缓存的。对于使用 @Cacheable 标注的方法，Spring在每次执行前都会检查Cache中是否存在相同key的缓存元素，如果存在就不再执行该方法，而是直接从缓存中获取结果进行返回，否则才会执行并将返回结果存入指定的缓存中。
【关于缓存容错策略增强】
传统使用Cacheable注解Redis方法时，如果Redis服务器挂了，就直接抛出异常了，
java.net.ConnectException: Connection refused: connect
新框架对Spring的@Cacheable功能进行了增强，支持毫秒级故障自动降级与自动恢复已支持组件。
方案介绍
本方案通过自定义拓展 Spring 的RedisCacheManager 缓存处理器，设置不同环境的缓存处理策略，并且基于 Lettuce 的 EventBus 机制实现缓存环境监测和策略切换，以此增强单机模式下的 Redis容错性。通过这种方式，解决了传统缓存运用的弊端，开发人员可以正常使用@Cacheable，当缓存宕机的话，可以根据项目级配置，指定想要的缓存策略，比如按包装异常抛出策略、或执行原逻辑策略等。当缓存恢复的时候，会自动恢复切换到正常的缓存策略，不影响用户操作，切换不需要人工干预。当然，这一过程，对业务开发人员也是不需要特别关注的，开发人员只需要正常使用缓存场景，不需要为单独接口考虑缓存降级策略。同时，本方案支持采用延迟任务模式，不断确保缓存健康状态下缓存处理器的正确性，并做出相应响应。
具体实现
本方案自定义拓展缓存处理器，基于 Lettuce 的 EventBus 机制实现缓存环境监测和缓存策略切换。完成了对缓存宕机情况下，可以定制缓存容错策略。同时可以根据缓存环境的健康，自动切换缓存策略，增强了系统的稳定性，减少了人工运维成本。
本方案的缓存服务端不局限于Redis，缓存操作方式也不局限于Spring的@Cacheable方式，为方便理解，下文暂以这两种模式声明。
Step1、自定义缓存管理器，继承Spring自带的CacheManager，在其构造函数中，设置失败时的缓存处理器，成功时缓存处理器，当前激活缓存处理器等属性，并重写获取缓存的相关方法，同时新增同步缓存处理器的切换方法；
Step2、定义失败时缓存处理器，读取服务的项目级策略配置，示例代码如下，根据指定的缓存策略枚举，激活对应的缓存容错策略；
xxxx:
cache:
# degrade=自动降级
# 当Redis服务出现故障时，不再查询Redis缓存，直接执行原有的方法逻辑
# fail_fast=快速失败
# 当Redis服务出现故障时，调用被标记了@Cacheable的方法将直接抛出
cache-fail-strategy: degrade
Step3、同理，类似步骤2，定义成功时的缓存处理器；
Step4、在程序初始化的时候，利用Lettuce的客户端API，检查缓存当前健康状态，选择对应的缓存处理器为当前激活的缓存处理器；
Step5、在程序初始化的时候，利用Lettuce的EventBus事件总线监听机制，包含但不限于监听ConnectionActivatedEvent和ConnectionDeactivatedEvent等事件，并做出相应处理；
Step6、当监听到ConnectionDeactivatedEvent事件时，代表当前缓存状态异常，此时将触发步骤1的自定义缓存管理器的up方法，将失败时缓存处理器设定为当前激活状态，此时若逻辑执行到@Cacheable等注解方式标注的方法，将根据缓存容错策略，例如进行异常报错或直接执行原方法等；
Step7、当监听到ConnectionActivatedEvent事件时，代表当前缓存状态健康，此时将触发步骤1的自定义缓存管理器的down方法，将失败时缓存处理器设定为当前激活状态，此时若逻辑执行到@Cacheable等注解方式标注的方法，将继续正常优先从缓存加载数据；
Step8、同时，在事件监听逻辑中，利用ScheduledThreadPoolExecutor线程池的scheduleAtFixedRate方法，开启间隔延迟任务，不断检查缓存状态，确保上述缓存切换的准确性，并将结果输出日志；
总结陈词
上文介绍了博主所在公司采用的缓存容错策略方案，仅供参考。
从内容上看，主要是方案介绍（PS：因为是技术交底书口吻编写），有需要源代码的欢迎留言交流。
💗 后续会逐步分享企业实际开发中的实战经验，有需要交流的可以联系博主。
