Redis实战篇(二)查询缓存

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Redis实战篇(二)查询缓存。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、什么是缓存

缓存就是数据交换的缓冲区,是存贮数据的临时地方,一般读写性能较高。

1、 缓存的作用:
  • 降低后端负载
  • 提高读写效率,降低响应时间
2、缓存的成本:
  • 数据一致性成本
  • 代码维护成本
  • 运维成本

二、添加Redis缓存

Redis实战篇(二)查询缓存

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public Result queryById(Long id) {
        String key = "code:shop:" + id;
        //1、从redis中获取缓存
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2、判断是否存在
        if (StringUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            //3、存在直接返回
            Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
            return Result.ok(shop);
        }
        //4、不存在,查询数据库
        Shop shop = getById(id);
        //5、不存在,返回错误
        if (shop == null) {
            return Result.fail("未查询到数据");
        }
        //6、存在,写入redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop));
        //7、返回
        return Result.ok(shop);
    }

三、缓存更新策略

1、三种更新策略

内存淘汰 超时剔除 主动更新
说明 不用自己维护,利用Redis的内存淘汰机制,当内存不足时自动淘汰部分数据。下次查询时更新缓存 给缓存数据添加TTL时间,到期后自动删除缓存。下次查询时更新缓存。 编写业务逻辑,在修改数据库的同时,更新缓存。
一致性 一般
维护成本

如何选择:
根据业务场景,当低一致性需求时,使用内存淘汰机制。例如店铺类型的查询缓存。
当高一致性需求时,使用主动更新,并以超时剔除作为辅助。例如商铺详情查询。

2、主动更新策略

策略 说明
Cache Aside Pattern 由缓存的调用者,在更新数据库的同时更新缓存
Read/Write Through Pattern 缓存和数据库整合成一个服务,由服务来维护一致性。
Write Behind Caching Pattern 调用者只操作缓存,由其他线程异步的将缓存数据持久化到数据库

Redis实战篇(二)查询缓存

3、总结

缓存更新策略的最佳实践方案:

  1. 低一致性需求:使用Reids自带的内存淘汰机制
  2. 高一致性需求:主动更新,并以超时剔除作为辅助方案
    读操作:缓存命中直接返回;缓存未命中查询数据库,并写入缓存,设定超时时间
    写操作:先写数据库,再删除缓存;要确保数据库和缓存操作的原子性

四、缓存穿透

1、定义

指客户端请求的数据在缓存中和数据库中都不存在,这样缓存永远都不会生效,这些请求都会打到数据库。

2、解决方案

(1)缓存空对象
优点 缺点
实现简单,维护方便 额外的内存消耗;可能造成短期的不一致

Redis实战篇(二)查询缓存

(2)布隆过滤器

Redis实战篇(二)查询缓存

优点 缺点
内存占用较少,没有多余key 实现复杂;存在误判可能

五、缓存雪崩

1、定义

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。

2、解决方案

(1)给不同的key的TTL添加随机值
(2)利用Redis集群提高服务的可用性
(3)给缓存业务添加降级限流策略
(4)给业务添加多级缓存

六、缓存击穿

1、定义

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。

2、解决方案

Redis实战篇(二)查询缓存

Redis实战篇(二)查询缓存

3、基于互斥锁方式解决缓存击穿问题

Redis实战篇(二)查询缓存

    public <R, ID> R queryWithMutex(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, 
            Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.从redis查询商铺缓存
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            // 3.存在,直接返回
            return JSONUtil.toBean(shopJson, type);
        }
        // 判断命中的是否是空值
        if (shopJson != null) {
            // 返回一个错误信息
            return null;
        }

        // 4.实现缓存重建
        // 4.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        R r = null;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            // 4.2.判断是否获取成功
            if (!isLock) {
                // 4.3.获取锁失败,休眠并重试
                Thread.sleep(50);
                return queryWithMutex(keyPrefix, id, type, 
                		dbFallback, time, unit);
            }
            // 4.4.获取锁成功,根据id查询数据库
            r = dbFallback.apply(id);
            // 5.不存在,返回错误
            if (r == null) {
                // 将空值写入redis
                stringRedisTemplate.opsForValue()
                		.set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                // 返回错误信息
                return null;
            }
            // 6.存在,写入redis
            this.set(key, r, time, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }finally {
            // 7.释放锁
            unlock(lockKey);
        }
        // 8.返回
        return r;
    }

4、基于逻辑过期方式解决缓存击穿问题

Redis实战篇(二)查询缓存
线程 存数据到redis

    public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, 
            Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.从redis查询商铺缓存
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            // 3.存在,直接返回
            return null;
        }
        // 4.命中,需要先把json反序列化为对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type);
        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 r;
        }
        // 5.2.已过期,需要缓存重建
        // 6.缓存重建
        // 6.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        // 6.2.判断是否获取锁成功
        if (isLock){
            // 6.3.成功,开启独立线程,实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    // 查询数据库
                    R newR = dbFallback.apply(id);
                    // 重建缓存
                    this.setWithLogicalExpire(key, newR, time, unit);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }finally {
                    // 释放锁
                    unlock(lockKey);
                }
            });
        }
        // 6.4.返回过期的商铺信息
        return r;
    }
    private boolean tryLock(String key) {
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue()
        				.setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    private void unlock(String key) {
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
    public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, 
    					Long time, TimeUnit unit) {
        // 设置逻辑过期
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now()
        					.plusSeconds(unit.toSeconds(time)));
        // 写入Redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

七、缓存工具封装

八、总结

Redis实战篇(二)查询缓存文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-405495.html

到了这里,关于Redis实战篇(二)查询缓存的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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