Redis从入门到精通(十九)多级缓存(四)Nginx共享字典实现本地缓存

文章目录

- 前言
- [6.5 实现多级缓存](#6.5 实现多级缓存)
- - [6.5.6 Nginx本地缓存](#6.5.6 Nginx本地缓存)
  - - [6.5.6.1 代码实现](#6.5.6.1 代码实现)
    - [6.5.6.2 功能测试](#6.5.6.2 功能测试)
- [6.6 缓存同步](#6.6 缓存同步)
- - [6.6.1 缓存同步策略](#6.6.1 缓存同步策略)
  - [6.6.2 异步通知策略](#6.6.2 异步通知策略)

前言

Redis多级缓存系列文章：

Redis从入门到精通(十六)多级缓存(一)Caffeine、JVM进程缓存
 Redis从入门到精通(十七)多级缓存(二)Lua语言入门、OpenResty集群的安装与使用
 Redis从入门到精通(十八)多级缓存(三)OpenResty请求参数处理、Lua脚本查询Redis和Tomcat

6.5 实现多级缓存

6.5.6 Nginx本地缓存

经过前面两节的开发，整个多级缓存只差最后一环，就是Nginx本地缓存，如图：

OpenResty为Nginx提供了共享字典的功能，用于在Nginx的多个worker之间共享数据，实现缓存功能。

6.5.6.1 代码实现

要开启共享字典，需要在nginx.conf文件的http块下添加配置：

sh 复制代码

# 共享字典，也就是本地缓存，名称叫做：item_cache，大小150m
lua_shared_dict item_cache 150m;

然后修改/usr/local/openresty/nginx/lua/item.lua文件，实现Nginx本地缓存查询：

lua 复制代码

...

-- 导入共享词典
local item_cache = ngx.shared.item_cache

-- 封装函数，查询Redis数据
function read_data(key, expire, path, params) 
    -- 查询本地缓存
    local val = item_cache:get(key)
    if not val then
        ngx.log(ngx.ERR, "[本地缓存查询失败，尝试查询Redis，", key, "]")
        -- 查询Redis
        val = read_redis("192.168.146.128", 6379, key)
        if not val then
            ngx.log(ngx.ERR, "[Redis查询失败，尝试查询HTTP，" .. key .. "]")
            -- Redis查询失败，去查询HTTP
            val = read_http(path, params)
        else
            ngx.log(ngx.ERR, "[Redis查询成功，" .. key .. "]")
        end
        if val then
            -- 查询成功，把数据写入本地缓存
            item_cache:set(key, val, expire)
            ngx.log(ngx.ERR, "[保存本地缓存成功，", key, "]")
        end
    else
        ngx.log(ngx.ERR, "[本地缓存查询成功，", key, "]")
    end
    return val
end

...

-- 3.根据ID发起请求查询商品信息
local itemJSON = read_data("item:id:" .. id, 1800, "/dzdp/item/" .. id, nil)
ngx.log(ngx.ERR, "[查询商品信息结果: " .. itemJSON .. "]")
-- 4.根据ID发起请求查询商品库存信息
local itemStockJSON = read_data("item:stock:" .. id, 60, "/dzdp/item/stock/" .. id, nil)

...

修改后，item.lua文件的逻辑是：先查询Nginx本地缓存，查到结果直接返回，未查到结果再去查Redis缓存；Redis查到结果，则将结果写入Nginx本地缓存后返回，否则再去查Tomcat；Tomcat查到结果，则将结果写入Nginx本地缓存后返回，未查到结果则最终返回空。

还需要注意的是，read_data函数新增了一个expire参数，即过期时间，过期后Nginx缓存会自动删除，下次访问时会再次更新缓存。这里给商品信息设置超时时间为30分钟，库存信息为1分钟，因为库存更新频率较高。

6.5.6.2 功能测试

在页面发起请求ID=2的商品信息，会查询Nginx本地缓存失败，然后去Redis中查询：

再次在页面发起请求ID=2的商品信息，由于上一次已经将商品信息保存到了Nginx本地缓存，因此这次会直接查询Nginx本地缓存成功并返回：

至此，多级缓存已全部实现。

6.6 缓存同步

大多数情况下，浏览器查到的都是缓存数据，在多级缓存架构中必须要求缓存数据和数据库数据不存在较大差异，即必须保证缓存数据和数据库数据的一致性。

6.6.1 缓存同步策略

缓存数据同步的常见策略有三种：

1）设置有效期：给缓存设置有效期，到期后自动删除，再次查询时更新

优势：简单、方便
缺点：时效性差，缓存过期之前可能不一致
场景：更新频率较低，时效性要求低的业务

2）同步双写：在修改数据库的同时，直接修改缓存

优势：时效性强，缓存与数据库强一致
缺点：有代码侵入，耦合度高；
场景：对一致性、时效性要求较高的缓存数据

3）异步通知：修改数据库时发送事件通知，相关服务监听到通知后修改缓存数据

优势：低耦合，可以同时通知多个缓存服务
缺点：时效性一般，可能存在中间不一致状态
场景：时效性要求一般，有多个服务需要同步

6.6.2 异步通知策略

而异步通知又可以基于MQ或者Canal来实现：

1）基于MQ：

基于MQ时，商品服务完成对数据的修改后，只需要发送一条消息到MQ中。缓存服务监听MQ消息，然后完成对缓存的更新。但依然有少量的代码侵入。

2）基于Canal：

基于Canal时，商品服务完成商品修改后，业务直接结束，代码零侵入；Canal监听MySQL变化，当发现变化后，立即通知缓存服务；缓存服务接收到canal通知，更新缓存。

Canal，译意为水道/管道/沟渠，是阿里巴巴旗下的一款开源项目，基于Java开发。基于数据库增量日志解析，提供增量数据订阅&消费。GitHub的地址：https://github.com/alibaba/canal

Canal是基于MySQK的主从同步来实现的，MySQL主从同步的原理如下：

1）MySQL master 将数据变更写入二进制日志( binary log），其中记录的数据叫做 binary log events。
2）MySQL slave 将 master 的 binary log events 拷贝到它的中继日志(relay log)。
3）MySQL slave 重放 relay log 中事件，将数据变更反映它自己的数据。

而Canal就是把自己伪装成MySQL的一个slave节点，从而监听master的binary log变化，再把得到的变化信息通知给Canal的客户端，进而完成对其它数据库的同步。

...

本章完，多级缓存的内容结束。

本章所涉及的代码和资源可从git仓库下载：https://gitee.com/weidag/redis_learning.git

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