什么是Redis缓存击穿（热点key问题）

Redis缓存击穿

Redis缓存击穿也叫热点key问题，就是在一个被高并发访问并且缓存重建业务比较复杂的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，缓存的重建也比较耗时， 存在多个请求同时在重建缓存

常见的解决方案有两种

• 互斥锁
  优点：没有额外的内存消耗、保证一致性、实现起来简单
  缺点：线程需要等待，影响性能、可能存在死锁风险
• 逻辑过期（不设置TTL人为的设置一个过期时间字段，代码逻辑查询是否需要更新数据）
  优点：线程无需等待，性能较好
  缺点：不保证一致性、有额外的内存消耗、实现复杂
  

互斥锁相关示例代码

互斥锁才用redis的setnx特性，存在的数据插入将不覆盖原有数据，并返回操作数量，若存在该key的数据，则返回 0

获取锁

/**
     * 尝试获取锁
     * @param key
     * @return
     */
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", RedisConstants.LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(aBoolean);
    }

释放锁

/**
     * 释放锁
     * @param key
     */
    private void unLock(String key){
        redisTemplate.delete(key);
    }

整体使用示例

public Shop queryWithMutex(Long id) throws InterruptedException {
        // 1.从redis中查询商铺缓存
        String shopJson = redisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            // 3.存在 直接返回
            return JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
        }
        // 判断命中的是否为空值
        if (shopJson != null){
            return null;
        }
        // 尝试获取锁
        boolean isLock = tryLock(RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY + id);
        // 若没获取到锁，休眠一段时间后重新查询redis
        if (!isLock){
            Thread.sleep(1000);
            queryWithMutex(id);
        }
        // 若获取到锁，重建缓存
        Shop shop = null;
        try {
            // 4.不存在 查询mysql
            shop = getById(id);
            if (shop == null){
                // 5.不存在 返回错误
                // 给缓存设置空值，避免存在缓存穿透的问题
                redisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id, "", RedisConstants.CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                return null;
            }
            // 6.存在 写会redis
            redisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id, JSONUtil.toJsonStr(shop), RedisConstants.LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        }
        catch (Exception exception){
            throw new RuntimeException(exception);
        }
        finally {
            unLock(RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY + id);
        }
        return shop;
    }

逻辑过期示例代码

定义一个RedisData实体 来存放实体数据及过期时间 如下：

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

保存数据相关代码 不设置ttl 手动设置一个过期时间字段 来判断时间是否过期

public void saveShop2Redis(Long id, Long expireSeconds){
        // 1.查询店铺数据
        Shop shop = getById(id);
        // 2.封装逻辑过期时间
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(shop);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(expireSeconds));
        // 3.写入redis
        redisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

逻辑过期 查询及缓存更新相关示例代码

/**
     * 逻辑过期解决方案
     */
    public Shop queryWithLogicalExpire(Long id) throws InterruptedException {
        // 1.从redis中查询商铺缓存
        String shopJson = redisTemplate.opsForValue().get(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isBlank(shopJson)) {
            return null;
        }
        // 存在 获取数据，判断是否存在逻辑过期
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(shopJson, RedisData.class);
        Shop shop = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), Shop.class);
        // 判断是否存在逻辑过期
        boolean isExpire = redisData.getExpireTime().isAfter(LocalDateTime.now());
        // 如果已经过去 开启一个新的线程 重新获取数据 并重建缓存
        if (!isExpire){
            // 尝试获取锁
            boolean isLock = tryLock(RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY + id);
            // 判断锁是否获取成功
            if (!isLock){
                // 未获取到锁 返回过期的商户信息
                return shop;
            }
            // 成功 查询数据 重新建缓存
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                // 重建缓存
                try {
                    Thread.sleep(200);
                    saveShop2Redis(id, 4L);
                } catch (Exception e){
                    throw new RuntimeException(e);
                } finally {
                    // 释放锁
                    unLock(RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY + id);
                }
            });
        }
        return shop;
    }