本文已参与「新人创作礼」活动，一起开启掘金创作之路。
缓存简介
缓存就是数据交换的缓冲区（称作Cache），是存贮数据的临时地方，一般读写性能较高。
Redis是运行于内存中，一般作为数据库缓存来使用。
缓存使用场景：
当数据发生变更（增删改），我们要删除缓存还是更新缓存？
- 如果每次更新数据库都更新缓存，无效写操作较多
- 所以要使用删除缓存，更新数据库时让缓存失效，查询时再更新缓存
如何保证缓存与数据库的操作的同时成功或失败？
- 单体系统，将缓存与数据库操作放在一个事务
- 分布式系统，利用TCC等分布式事务方案
数据发生变更时，先操作缓存还是先操作数据库？
- 这两种操作在并发状态下（如果没加锁），都会导致共享资源问题，但是先操作数据库这方案，发生共享问题的可能性会更小，所以：先操作数据库，再删除缓存
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。如果有人恶意请求数据库不存在的数据，则会导致数据库负载过重。
解决方法一：设置缓存空对象（容易实现，但是会造成一定的内存消耗）
解决方法二：布隆过滤器（存在误判的可能，不一定全部拦截成功）
上面两种是防止缓存穿透的两种方法，下面这些是主动避免缓存穿透的方法：
- 增强id的复杂度，避免被猜测id规律
- 做好数据的基础格式校验
- 加强用户权限校验
- 做好热点参数的限流
@Override
public Result queryById(Long id) {
// 根据id查询商品缓存
String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_KEY + id);
// 判断是否命中
if (StrUtil.isNotBlank(json)){
// 命中：直接返回
Shop shop = JSONUtil.toBean(json, Shop.class);
return Result.ok(shop);
}
// 判断命中的是否是空值（缓存穿透）
if (json != null){
return Result.fail("店铺信息不存在");
}
// 未命中：查询数据库、写到内存
Shop shop = getById(id);
if (shop == null) {
// 缓存穿透预防 设置空值
stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return Result.fail("店铺不存在！");
}
// 设置缓存
stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY, JSONUtil.toJsonStr(shop), CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
// 返回
return Result.ok(shop);
}
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，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。
解决方案：
- 给不同的Key的TTL添加随机值（防止Key同时失效）
- 利用Redis集群提高服务的可用性（哨兵机制）
- 给缓存业务添加降级限流策略
- 给业务添加多级缓存
缓存击穿
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。
常见的解决方案：
- 互斥锁
- 逻辑过期
互斥锁实现：
@Override
public Result queryById(Long id) {
// -----------缓存穿透----------
String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_KEY + id);
if (StrUtil.isNotBlank(json)){
Shop shop = JSONUtil.toBean(json, Shop.class);
return Result.ok(shop);
}
if (json != null){
return null;
}
// 未命中：查询数据库、写到内存, 实现**缓存重建**
// 1.获取互斥锁、判断是否成功： 成功：查数据库， 失败：休眠重试
Shop shop = null;
String lockKey = "lock:shop:" + id;
try {
boolean isLock = tryLock(lockKey);
if (!isLock){
Thread.sleep(50);
return queryById(id);
}
shop = getById(id);
if (shop == null) {
stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
return Result.fail("店铺不存在！");
}
stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY, JSONUtil.toJsonStr(shop), CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 2. 释放锁
unLock(lockKey);
}
return Result.ok(shop);
}
