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明白了缓存穿透和缓存雪崩,再了解一下缓存击穿!

明白了缓存穿透和缓存雪崩,再了解一下缓存击穿!

作者: 会点代码的大叔 | 来源:发表于2020-01-11 20:56 被阅读0次

    缓存击穿和缓存雪崩的区别在于:雪崩针对很多 key,而击穿只针对于某一个热点 key。

    设置缓存永不过期,这个方法虽然很暴力,但是确实能解决大部分的问题,当然,大部分场景也不太适用;

    设置随机过期时间,这个方案对于缓存击穿来说就不太适用了,因为击穿只针对一个热点 key,只要它一失效,大量的访问就会击垮数据库;

    其余的方案比如使用互斥锁、双缓存机制,也都可以解决缓存击穿的问题,让我们看看这些方案的具体实现。

    主动刷新缓存

    缓存设置成永不过期,在更新或删除 DB 中的数据时,也主动地把缓存中的数据更新或删除掉。

    这个方案很容易理解,但是实现起来却很复杂,但凡需要使用缓存的数据,都需要增加双写数据库和缓存的代码,并且双写过程中,还需要保持数据一致性。

    检查更新

    缓存依然保持设置过期时间,每次 get 缓存的时候,都和数据的过期时间和当前时间进行一下对比,当间隔时间小于一个阈值的时候,主动更新缓存。

    比如(缓存过期时间 - 当前系统时间)小于 5 分钟,那么就刷新一次缓存,并且重置缓存过期时间;

    不过这个方法也有个致命的问题:如果一个数据,恰好在缓存失效前五分钟,一次访问都没有,那么就不会触发检查更新,当缓存失效后有大量请求访问,那么也会造成缓存击穿。

    使用锁

    在缓存失效后,通过互斥锁或者队列,控制读数据库和写缓存的线程数量。

    第一种方法:整个方法是 synchronized 的,这样做虽然可以防止大量请求落到 DB 上,但是就算是缓存没有失效,需要从 DB 中查询数据也需要排队,无疑是降低了系统的吞吐量。

    public synchronized String getCacheData() {
          String cacheData = "";
          //读 Redis
          cacheData = getDataFromRedis();
          if (cacheData.isEmpty()) {
              //读数据库
              cacheData = getDataFromDB();
              //写 Redis
              setDataToCache(cacheData);
          }
          return cacheData;
    }
    

    第二种方法:当缓存失效时,只对查询数据库的操作进行加锁,这样对于缓存没有失效的情况也非常友好,但是查询操作这里加锁,也只是会阻塞掉住其他调用,第一其他线程要等待,对调用方不友好,第二这些请求被阻塞的请求最终还是会落到 DB 上的。

    static Object lock = new Object();
    
    public String getCacheData() {
          String cacheData = "";
          // 读 Redis
          cacheData = getDataFromRedis();
          if (cacheData.isEmpty()) {
              synchronized (lock) {
                  //读数据库
               cacheData = getDataFromDB();
                  //写 Redis
                  setDataToCache(cacheData);
              }
          }
          return cacheData;
     }
    

    第三种方法:使用互斥锁,抢到锁的话读数据库并写入缓存,抢不到锁的话也不阻塞,而是直接去读缓存,如果缓存中依然读不到数据(抢到锁的可能还没有将缓存写入成功),就等一会再试试读缓存。

    public String getCacheData(){
       String result = "";
          //读 Redis
          result = getDataFromRedis();
          if (result.isEmpty()) {
              if (reenLock.tryLock()) {
                  try {
                      //读数据库
                      result = getDataFromDB();
                      //写 Redis
                      setDataToCache(result);
                  }catch(Exception e){
                   //...
                  }finally {
                      reenLock.unlock();//释放锁
                  }
              } else {
                    //注意:这里可以结合下文中的双缓存机制:
                    //抢不到锁的去查询二级缓存
                  //读 Redis
                  result = getDataFromRedis();
                  if (result.isEmpty()) {
                      try {
                        Thread.sleep(100);
                      } catch (InterruptedException e) {
                      //...
                  }
                      return getCacheData();
                  }
              }
          }
          return result;
    }
    

    双缓存

    设置一级缓存和二级缓存,一级缓存过期时间短,二级缓存过期时间长或者不过期,一级缓存失效后访问二级缓存,同时刷新一级缓存和二级缓存。

    双缓存的方式,说白了就是不能将一级缓存和二级缓存中数据同时变成失效,当一级缓存失效后,有多个请求访问,彼此之间依然是竞争锁,抢到锁的线程查询数据库并刷新缓存,而其他没有抢到锁的线程,直接访问二级缓存(代码可以参考上文中的互斥锁),如图:

    双缓存机制

    会点代码的大叔 | 文【原创】

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