文章目录
- 1.缓存穿透
- 1.1 概念
- 1.2 解决方案
- 1.2.1 缓存空对象
- 1.2.2 布隆过滤
- 1.2 店铺查询使用缓存穿透解决方案
- 1.2.1 流程
- 2.缓存雪崩
- 2.1 什么是缓存雪崩？
- 2.2 雪崩解决方案
- 3.缓存击穿
- 3.1 什么是缓存击穿？
- 3.2解决方案
- 3.2.1 基于互斥锁解决缓存击穿问题（热点key问题）
- 3.2.2 基于逻辑过期方式解决缓存击穿问题
1.缓存穿透
1.1 概念
客户端请求的数据都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中
1.2 解决方案
1.2.1 缓存空对象
缺点：可能存在短期不一致。数据库新增了这个id对应的数据的时候，缓存中对应的是null
优点：简单
1.2.2 布隆过滤
布隆过滤存储的是一些二进制位，把数据库的数据通过哈希算法，计算出哈希值存储到布隆过滤器中
但是他说存在不一定存在，比如我数据库某条数据删除了，布隆过滤器没有更新
优点：内存占用少
缺点：实现复杂，存在误判
1.2 店铺查询使用缓存穿透解决方案
1.2.1 流程
代码实现
public Result queryById(Long id) {
String key = CACHE_SHOP_KEY+id;
// 1.从redis中查询店铺缓存
String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
// 2.判断缓存是否存在
if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
return Result.ok(shop);
}
// 判断命中的是否是空值
if (shopJson != null) {
// 返回错误信息
return Result.fail("店铺不存在");
}
// 3.不存在，根据id查询数据库
Shop shop = getById(id); // mybatisplus功能
// 4.不存在，返回错误
if (shop == null) {
// 将空值写到redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return Result.fail("店铺数据不存在");
}
// 存在，写入redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop), CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return Result.ok(shop);
}
1.缓存穿透产生的原因？
用户请求的数据再数据库和缓存中都不存在，不断发起这样的请求对数据库带来了极大压力
2.缓存穿透的解决方案是什么？
缓存null值，布隆过滤，增加id复杂度，避免被猜测规律，做好基础数据检测校验，加强用户权限
2.缓存雪崩
2.1 什么是缓存雪崩？
缓存雪崩指的是同一时段大量的缓存key同时失效或者redis服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力
2.2 雪崩解决方案
1.给不同的KEY的TTL添加随机值
2.利用Redis集群提高服务可用性（集群，哨兵，主从）
3.给缓存业务添加降级限流策略(某些服务不让请求)
4.给业务添加多级缓存(nginx,jvm，redis都加缓存)
3.缓存击穿
3.1 什么是缓存击穿？
也称为热点key问题，就是一个被高并发访问并且缓存重建业务较复杂的key突然失效了，无数的请求访问会瞬间给数据库带来极大冲击。
3.2解决方案
1.互斥锁
2.逻辑过期
3.2.1 基于互斥锁解决缓存击穿问题（热点key问题）
/*
* redis锁逻辑
* */
// 1.获取锁
public boolean tryLock(String key) {
Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
return BooleanUtil.isTrue(flag); // Boolean是一个包装类型，可能为null
}
// 2.释放锁
private void unlock(String key) {
stringRedisTemplate.delete(key);
}
/*
* 缓存击穿封装函数
* */
public Shop queryWithMutex(Long id) {
String key = CACHE_SHOP_KEY+id;
// 1.从redis中查询店铺缓存
String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
// 2.判断缓存是否存在
if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) { // 不为空值或者空字符串
Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
return shop;
}
// 判断命中的是否是空值
if (shopJson != null) { // 这样判断他只能是空字符串了
// 返回错误信息
return null;
}
// 4.实现缓存重建
// 4.1 获取互斥锁
String lockKey = "lock:shop:" + id;
Shop shop = null; // mybatisplus功能
try {
boolean isLock = tryLock(lockKey);
// 4.2 判断是否获取锁成功
if (!isLock) {
// 失败，休眠
Thread.sleep(50);
return queryWithMutex(id);
}
// 3.获取锁成功，根据id查询数据库
// 模拟重建的延时
Thread.sleep(200);
shop = getById(id);
// 4.不存在，返回错误
if (shop == null) {
// 将空值写到redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return null;
}
// 存在，写入redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop), CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
unlock(lockKey);
}
return shop;
}
3.2.2 基于逻辑过期方式解决缓存击穿问题
商品中原始没有逻辑过期的字段，需要自己自定义一个
@Data
public class RedisData {
private LocalDateTime expireTime;
private Object data; // data存储shop数据
}
代码逻辑
/**
* 存储店铺封装逻辑过期时间
*/
public void saveShop2Redis(Long id, Long expireSeconds) {
// 查询店铺数据
Shop shop = getById(id);
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
// 封装逻辑过期时间
RedisData redisData = new RedisData();
redisData.setData(shop);
redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(expireSeconds));
// 写入redis
stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
}
// 开启线程池
private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);
public Shop queryWithLogicalExpire(Long id) {
String key = CACHE_SHOP_KEY + id;
// 1.从redis中查询店铺缓存
String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
// 2.判断缓存是否存在
if (StrUtil.isBlank(shopJson)) {
return null;
}
// 4.命中，需要把json反序列化为对象
RedisData redisData = JSONUtil.toBean(shopJson, RedisData.class);
JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();
Shop shop = JSONUtil.toBean(data, Shop.class);
LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
//5 判断是否过期
if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) {
// 5.1.未过期，直接返回店铺信息
return shop;
}
// 5.2已过期，需要缓存重建
String localKey = LOCK_SHOP_KEY+id;
boolean isLock = tryLock(localKey);
// 5.3 判断是否获取锁成功
if (isLock) {
// 6.3 开启独立线程，实现缓存重建
CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
// 重建缓存
try {
this.saveShop2Redis(id, 20L);
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException(e);
} finally {
// 释放锁
unlock(localKey);
}
});
}
// 6.4 返回过期的店铺信息
return shop;
}
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