Redis的缓存击穿与解决

缓存击穿问题也叫热点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，无数的请求访问会在瞬间给数据库带来巨大的冲击。

Redis实战篇 | Kyle's Blog (cyborg2077.github.io) 

目录

解决方案

互斥锁

 实现

逻辑过期 

 实现

解决方案

互斥锁

 实现

需求：修改根据id查询商铺的业务，基于互斥锁方式来解决缓存击穿问题

• 操作锁的代码

• 核心思路就是利用redis的setnx方法来表示获取锁，如果redis没有这个key，则插入成功，返回1，如果已经存在这个key，则插入失败，返回0。在StringRedisTemplate中返回true/false，我们可以根据返回值来判断是否有线程成功获取到了锁

 ShopServiceImpl

 public Shop queryWithMutex(Long id) {
        //先从Redis中查，这里的常量值是固定的前缀 + 店铺id
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_KEY + id);
        //如果不为空（查询到了），则转为Shop类型直接返回
        if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
            return shop;
        }
        if (shopJson != null) {
            return null;
        }
        Shop shop = null;
        try {
            //否则去数据库中查
            boolean flag = tryLock(LOCK_SHOP_KEY + id);
            if (!flag) {
                Thread.sleep(50);
                return queryWithMutex(id);
            }
            //查不到，则将空值写入Redis
            shop = getById(id);
            if (shop == null) {
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                return null;
            }
            //查到了则转为json字符串
            String jsonStr = JSONUtil.toJsonStr(shop);
            //并存入redis，设置TTL
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id, jsonStr, CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            //最终把查询到的商户信息返回给前端
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            unLock(LOCK_SHOP_KEY + id);
        }
        return shop;
    }

    // 尝试获取锁
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }
 
    // 释放锁
    private void unLock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

逻辑过期 

直接在redis中设计一个永久的热点key，当发现逻辑时间已过期则采用类似互斥锁方式解决缓存击穿 

 实现

• 需求：根据id查询商铺的业务，基于逻辑过期方式来解决缓存击穿问题
• 思路分析：当用户开始查询redis时，判断是否命中
  • 如果没有命中则直接返回空数据，不查询数据库
  • 如果命中，则将value取出，判断value中的过期时间是否满足
    • 如果没有过期，则直接返回redis中的数据
    • 如果过期，则在开启独立线程后，直接返回之前的数据，独立线程去重构数据，重构完成后再释放互斥锁

封装数据：因为现在redis中存储的数据的value需要带上过期时间，此时要么你去修改原来的实体类，要么新建一个类包含原有的数据和过期时间

• 步骤一
• 这里我们选择新建一个实体类，包含原有数据(用万能的Object)和过期时间，这样对原有的代码没有侵入性

@Data
public class RedisData<T> {
    private LocalDateTime expireTime;
    private T data;
}

• 步骤二
• 在ShopServiceImpl中新增方法

public void saveShop2Redis(Long id, Long expirSeconds) {
    Shop shop = getById(id);
    RedisData redisData = new RedisData();
    redisData.setData(shop);
    redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(expirSeconds));
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
}

• 步骤三：正式代码
  正式代码我们就直接照着流程图写就好了

//这里需要声明一个线程池，因为下面我们需要新建一个现成来完成重构缓存
private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);
 
@Override
public Shop queryWithLogicalExpire(Long id) {
    //1. 从redis中查询商铺缓存
    String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_KEY + id);
    //2. 如果未命中，则返回空
    if (StrUtil.isBlank(json)) {
        return null;
    }
    //3. 命中，将json反序列化为对象
    RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
    //3.1 将data转为Shop对象
    JSONObject shopJson = (JSONObject) redisData.getData();
    Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
    //3.2 获取过期时间
    LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
    //4. 判断是否过期
    if (LocalDateTime.now().isBefore(expireTime)) {
        //5. 未过期，直接返回商铺信息
        return shop;
    }
    //6. 过期，尝试获取互斥锁
    boolean flag = tryLock(LOCK_SHOP_KEY + id);
    //7. 获取到了锁
    if (flag) {
        //8. 开启独立线程
        CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
            try {
                this.saveShop2Redis(id, LOCK_SHOP_TTL);
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException(e);
            } finally {
                unlock(LOCK_SHOP_KEY + id);
            }
        });
        //9. 直接返回商铺信息
        return shop;
    }
    //10. 未获取到锁，直接返回商铺信息
    return shop;
}