游戏服务器缓存之Redis缓存正确使用

在游戏服务器开发中，为了更快速的获取游戏玩家的数据，一般都会把数据存储在Redis之中，做为一级缓存。数据加载的过程是一般是这样的：

1. 先从Redis中获取数据库。如果有数据直接返回，不用再查询数据库。
2. 如果Redis没有数据，再查询数据库，将查询到的数据先缓存到Redis一份，再返回给调用者。
3. 如果数据库也没有数据，直接返回null。
   我在刚开始使用Redis做游戏服务器缓存的时候，就是这样做的。但是随着工作经验的积累和解决的Bug越来越多，如果代码实现的不够慎密，还是会出现各种问题的，而且现在面试官也喜欢问关于缓存的问题。做为做缓存，一般要解决的就是两个大问题。

缓存穿透

所谓的缓存穿透就是发生在第一步上面：先从缓存查询，如果缓存不存在，再查询数据库。这个时候，如果某些数据是一份公共数据，很多游戏玩家并发来查询，都去redis查了一下，发现没有，就都去数据库查。这个时候，压力就全部在数据库上面了。如果数据库扛着住还好，如果扛不住，就有可能导致数据库超载。
解决缓存穿透的方法也很简单，在收到第一次查询redis时，如果redis查询出来为空，这个时间对从数据库查询的操作加锁，如果从数据库查出来了，并缓存到了redis之中，这时别的查询操作就可以从redis中获取数据了。如果从数据库查出来也是空的，这个时候，可以给redis提供一个默认值,这样，其它查询出来的值就是这个默认值 ，如果判断是默认值，表示不有数据，返回null，这样也不会再查数据库了。

缓存雪崩（缓存击穿）

这种现象也是出现在大并发的情景下。比如Redis缓存了很多玩家的活动数据，但是这一大批玩家很长时间都没有登录了，而在redis中的活跃数据已过期，被redis自动删除了。突然间，运营又搞了一个老玩家拉回的活动，很多长时间不登录的人又都回来登录游戏了，这个时候，一大批用户的活动数据需要会从数据库拉取。极端情况导致数据库超载。

解决这个问题的方法

1. 缓存的过期时间可以稍微长一些，长时间真正流失的玩家可能也不会回来了。
2. 对数据库的操作需要添加限流，这个一般的数据库连接池已经做了，可以指定同一时间内，最多有多少连接操作数据库。

提供一个防止缓存穿透的方法

package com.mygame.redis;

import java.time.Duration;
import java.util.function.Function;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

/**
 * 
 * @ClassName: RedisCacheTemplate
 * @Description: 这是一个redis缓存的模板。在redis做为缓存的时候，需要防止缓存的雪崩，穿透
 * @author: wang guang shuai
 * @date: 2020年1月9日 下午5:11:53
 */
@Service
public class RedisCacheTemplate {
    private static final String DefaultRedisNullValue = "#-#";
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;
    /**
     * 
     * <p>
     * Description:第一次会从redis中获取，如果redis中没有此值，从db中获取
     * </p>
     * 
     * @param redisKey
     * @param param
     * @param duration
     * @param selectFromDB
     * @return
     * @author wang guang shuai
     * @date 2020年1月9日 下午8:07:52
     *
     */
    public String getValue(String redisKey, String param, Duration duration, Function<String, String> selectFromDB) {
        String value = redisTemplate.opsForValue().get(redisKey);
        if (value == null) {
            // 加锁，防止缓存穿透和击穿
            synchronized (redisKey.intern()) {
                // 二次检测
                value = redisTemplate.opsForValue().get(redisKey);
                if (value == null) {// 如果等于空，从数据库取
                    value = selectFromDB.apply(param);//redis没有，从数据库获取
                    if (value == null) {// 如果数据库还是没有，说明是真的没有，添加空标记，将来有值时，会覆盖掉
                        value = DefaultRedisNullValue;
                    }
                    // 将取到的值缓存到redis中。
                    if (duration != null) {
                        redisTemplate.opsForValue().set(redisKey, value, duration);
                    } else {
                        redisTemplate.opsForValue().set(redisKey, value);
                    }
                }
            }
        }
        if (value.equals(DefaultRedisNullValue)) {
            return null;
        }
        return value;
    }
}

这个方法提供了一个函数方法参数，如果从redis中加载不到，就从这个接口中获取，具体的实现可以由业务决定，比如从数据库，或第三方服务之类的。

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