【Redis笔记】缓存穿透、缓存击穿的Java代码大致解决方案

2024-02-01 04:04
文章标签 java 代码 解决方案 笔记 redis 缓存 击穿 穿透 大致

本文主要是介绍【Redis笔记】缓存穿透、缓存击穿的Java代码大致解决方案，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

关于缓存穿透、缓存击穿是什么，可以去我的博客专栏 Redis 下查看 【Redis笔记】缓存——缓存分类、更新策略、缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿

为了能够使用Java操作Redis，我们首先需要先给SpringBoot加入Redis的依赖坐标：

		<!--redis依赖及其连接池--><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId></dependency>

在application.yml 文件中配置数据源信息（也可以是application.properties），此处我使用的是application.yml，其他配置文件格式不太一样。

spring:datasource:driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driverurl: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/数据库名称?useSSL=false&serverTimezone=UTC # 数据库urlusername: rootpassword: 1234redis:host: 192.168.1.1 # redis服务器地址port: 6379 # redis默认端口password: 123456 # redis服务器密码lettuce:pool: # redis连接池信息max-active: 10 max-idle: 10min-idle: 1time-between-eviction-runs: 10s

缓存穿透

关于缓存穿透的解决方案，之前提到过 缓存空对象 和 布隆过滤两种。那么对于缓存空对象，业务逻辑上如何实现查询和更新呢？

缓存空对象部分代码

在一次查询操作过程中，先去请求Redis，如果查到了数据，也不用管是否为空值(“”)，直接返回该数据即可；如果未在Redis中查询到数据，那么就去数据库进行查询，。如果数据库中也未能查到想要查询到的目标，则在Redis中设置该键值为空字符串(“”)。
可能有人有疑问，如果后面数据库中有这个数据了怎么办？那么，由于我们的Redis设置了过期时间，所以当一段时间之后，Reids中的值失效了，那么再次查询时就会去数据库中更新。
那这样就会存在一段时间的间隙，数据库与Redis不一致的情况，不过这也是没办法的问题。为了避免有人恶意或者无意使用不存在信息对数据库查询，从而瘫痪数据库系统，设置空值，能够有效的缓解不断查询数据库不存在的信息对数据库造成的压力。

	// Redis查询数据public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {// 业务调用时传入键值，过期时间stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);}// 解决缓存穿透public <R, ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {String key = keyPrefix + id;// 从redis查询缓存String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);// 判断是否存在if (StrUtil.isNotBlank(json)) {// 存在即返回return JSONUtil.toBean(json, type);}// 判断是否为""空值if (json != null) {return null;}// 不存在根据id查询数据库// 使用Function，由调用方法传入数据库查询逻辑R r = dbFallback.apply(id);// 不存在返回错误if (r == null) {// 写入空值,CACHE_NULL_TTL自定义常量，设置空值的过期时间stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);return null;}// 存在，写入redisthis.set(key, r, time, unit);// 返回return r;}

布隆过滤

待更新…

缓存击穿

逻辑过期时间

如果是采用逻辑过期时间策略来避免缓存击穿，那么就需要在给Redis存入数据的时候，将原始数据和我们设置的逻辑时间一并打包存入。这需要我们新增一个实体对象：

@Data
public class RedisData {private LocalDateTime expireTime;private Object data;
}

其中 expireTime 这里记录的是我们设置的过期时间，data 存的就是我们想要存入的数据。JSON数据的解析，我使用的是hutool的工具，需要添加依赖：

		<!--hutool工具--><dependency><groupId>cn.hutool</groupId><artifactId>hutool-all</artifactId><version>5.7.17</version></dependency>

逻辑过期时间详细代码：

	public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {RedisData redisData = new RedisData();redisData.setData(value);redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));}// 异步线程池private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {// 从redis查询商铺信息缓存String key = keyPrefix + id;String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);// 判断是否命中if (StrUtil.isBlank(json)) {// 未命中直接返回nullreturn null;}// 命中需要先反序列化JSONRedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);// 判断是否过期JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();R r = JSONUtil.toBean(data, type);LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();// 未过期,直接返回if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) {// 过期时间是否在当前之后return r;}// 已过期，开始缓存重建// 申请互斥锁boolean isLock = tryLock(key);// 判断是否获取锁成功if (isLock) {// 成功，开启线程执行缓存重建CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {try {// 重建缓存// 查询数据库R r1 = dbFallback.apply(id);// 写入Redisthis.setWithLogicalExpire(key, r1, time, unit);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);} finally {// 释放锁unlock(key);}});}// 返回店铺过期信息return r;}private boolean tryLock(String key) {// 异步线程的时间，这里设置的是10s，大家根据自己业务需要可以更改Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);return BooleanUtil.isTrue(flag);}private void unlock(String key) {stringRedisTemplate.delete(key);}

互斥锁

待更新…

Redis工具类

为了方便所有业务进行直接使用，我们最好把这一类的解决方案放在一个工具类中，供所有业务直接调用

import cn.hutool.core.util.BooleanUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONObject;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.time.LocalDateTime;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.function.Function;@Slf4j
@Component
public class CacheClient {private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}// Redis插入数据public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {// 业务调用时传入键值，过期时间stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);}// 解决缓存穿透public <R, ID> R queryWithPassThrough(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {String key = keyPrefix + id;// 从redis查询缓存String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);// 判断是否存在if (StrUtil.isNotBlank(json)) {// 存在即返回return JSONUtil.toBean(json, type);}// 判断是否为""空值if (json != null) {return null;}// 不存在根据id查询数据库// 使用Function，由调用方法传入数据库查询逻辑R r = dbFallback.apply(id);// 不存在返回错误if (r == null) {// 写入空值,CACHE_NULL_TTL自定义常量，设置空值的过期时间stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);return null;}// 存在，写入redisthis.set(key, r, time, unit);// 返回return r;}public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {RedisData redisData = new RedisData();redisData.setData(value);redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));}// 异步线程池private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);public <R, ID> R queryWithLogicalExpire(String keyPrefix, ID id, Class<R> type,Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {// 从redis查询商铺信息缓存String key = keyPrefix + id;String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);// 判断是否命中if (StrUtil.isBlank(json)) {// 未命中直接返回nullreturn null;}// 命中需要先反序列化JSONRedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);// 判断是否过期JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();R r = JSONUtil.toBean(data, type);LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();// 未过期,直接返回if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) {// 过期时间是否在当前之后return r;}// 已过期，开始缓存重建// 申请互斥锁boolean isLock = tryLock(key);// 判断是否获取锁成功if (isLock) {// 成功，开启线程执行缓存重建CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {try {// 重建缓存// 查询数据库R r1 = dbFallback.apply(id);// 写入Redisthis.setWithLogicalExpire(key, r1, time, unit);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e);} finally {// 释放锁unlock(key);}});}// 返回店铺过期信息return r;}private boolean tryLock(String key) {// 异步线程的时间，这里设置的是10s，大家根据自己业务需要可以更改Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);return BooleanUtil.isTrue(flag);}private void unlock(String key) {stringRedisTemplate.delete(key);}
}

这篇关于【Redis笔记】缓存穿透、缓存击穿的Java代码大致解决方案的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/666023。

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