什么是缓存击穿？缓存击穿的解决方案...

🚀什么是缓存击穿？

缓存击穿：

缓存击穿是指一个缓存中不存在但数据库中存在的数据，在高并发的情况下，多个请求同时访问这个不存在的数据，导致这些请求都穿透缓存直接访问数据库，给数据库造成巨大压力。这通常发生在缓存中的数据过期时，被大量并发请求同时请求，而此时缓存失效，导致这些请求直接打到数据库上。

缓存击穿的主要原因：

并发访问： 大量并发请求同时访问一个缓存中过期的数据，导致缓存失效，触发大量请求直接访问数据库。
热点数据失效： 缓存中的某个热点数据失效，且该数据被高频访问，导致失效时大量请求穿透缓存。

🚀缓存击穿的解决方案

设置互斥锁：

设置互斥锁（Mutex Lock）： 在缓存失效的时候，可以使用互斥锁来保证只有一个线程去加载数据，其他线程等待，避免大量请求同时穿透到数据库。这种方式需要谨慎使用，因为过多的锁竞争可能会影响系统性能。
- 假设现在线程1过来访问，他查询缓存没有命中，但是此时他获得到了锁的资源，那么线程1就会一个人去执行逻辑，假设现在线程2过来，线程2在执行过程中，并没有获得到锁，那么线程2就可以进行到休眠，直到线程1把锁释放后，线程2获得到锁，然后再来执行逻辑，此时就能够从缓存中拿到数据了。

逻辑过期：

逻辑过期： 逻辑过期是一种在缓存中设置数据的过期时间 的方法，但是它并非真正的时间戳过期，而是通过一些逻辑判断来确定缓存是否需要刷新。使用逻辑过期可以在缓存失效时，避免大量请求穿透到数据库，减轻数据库压力。
- 假设线程1去查询缓存，然后从value中判断出来当前的数据已经过期了，此时线程1去获得互斥锁，那么其他线程会进行阻塞，获得了锁的线程他会开启一个新线程去进行以前的重构数据的逻辑 ，直到新开的线程完成这个逻辑后，才释放锁，而线程1直接进行返回，假设现在线程3过来访问，由于线程线程2持有着锁，所以线程3无法获得锁，线程3也直接返回数据 ，只有等到新开的线程2把重建数据构建完后，其他线程才能走返回正确的数据。这种方案巧妙在于，异步的构建缓存，缺点在于在构建完缓存之前，返回的都是脏数据。

互斥锁 VS 逻辑过期：

互斥锁方案： 由于保证了互斥性，所以数据一致 ，且实现简单，因为仅仅只需要加一把锁而已，也没其他的事情需要操心，所以没有额外的内存消耗，缺点在于有锁就有死锁问题的发生，且只能串行执行性能受到影响

逻辑过期方案： 线程读取过程中不需要等待，性能好 ，有一个额外的线程持有锁去进行重构数据，但是在重构数据完成前，其他的线程只能返回之前的数据(数据不一致) ，且实现起来麻烦

🚀 互斥锁解决缓存击穿

流程与思路：

相较于原来从缓存中查询不到数据后直接查询数据库而言，现在的方案是进行查询之后，如果从缓存没有查询到数据，则进行互斥锁的获取 ，获取互斥锁后，判断是否获得到了锁，如果没有获得到，则休眠，过一会再进行尝试，直到获取到锁为止，才能进行查询。

如果获取到了锁的线程，再去进行查询，查询后将数据写入redis，再释放锁，返回数据，利用互斥锁就能保证只有一个线程去执行操作数据库的逻辑，防止缓存击穿 。

⚪setnx实现互斥锁

利用redis的setnx方法来表示获取锁 ，该方法含义是redis中如果没有这个key，则插入成功，返回1，在stringRedisTemplate中返回true，如果有这个key则插入失败，则返回0，在stringRedisTemplate返回false，我们可以通过true 或 false，来表示是否有线程成功插入key，成功插入的key的线程我们认为他就是获得到锁的线程。

    //获取互斥锁
    private boolean tryLock(String key){
        //setIfAbsent()就是使用redis的setnx，key为键
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10L, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag); //返回
    }

    //释放互斥锁（删除redis缓存）
    private void unlock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

⚪解决查询数据时的缓存击穿问题

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    // 根据id查询商铺信息（缓存空值，避免缓存穿透问题）
    @Override
    public Result queryById(Long id) {
        //解决缓存穿透问题
//        Shop shop = queryWithPassThrough(id);

        //互斥锁 解决 缓存击穿问题
        Shop shop = queryWithMutex(id);


        return Result.ok(shop);
    }

    //解决查询数据时，缓存击穿和缓存穿透问题的代码
    public Shop queryWithMutex(Long id){
        // redis缓存的key
        String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id;

        //1. 从redis缓存中获取shop信息
        String shopJSON = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        //2. 缓存存在，返回
        if(StrUtil.isNotBlank(shopJSON)){
            Shop cacheShop = JSONUtil.toBean(shopJSON, Shop.class);
            return cacheShop;
        }

        //3. 避免了缓存穿透，获取到空字符串""，直接返回错误
        if(shopJSON != null){
            return null;
        }

        //4. 进行缓存重建
        //4.1 获取互斥锁
        String lockKey = RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY + id;
        Shop shop = null;
        try{
            boolean lock = tryLock(lockKey);
            //4.2 判断是否获得锁
            if(!lock){
                //4.3 失败，进入休眠，稍后重试
                Thread.sleep(50);
                return queryWithMutex(id);
            }
            //4.4 成功、从数据库查询数据
            shop = this.getById(id);

            Thread.sleep(200);//模拟重建延时（可以删除）

            if(shop == null){
                //空值写入redis
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", RedisConstants.CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.SECONDS);
            }

            //5. 数据库中存在，存入redis缓存
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop), RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);

            //6. 返回
            return shop;
        }catch (InterruptedException e){
            throw new RuntimeException(e);
        }finally {
            unlock(lockKey);
        }

    }

缓存击穿问题

什么是缓存击穿？缓存击穿的解决方案...