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"缓存预热" 是什么？
缓存预热是一种优化策略，在系统启动或者流量高峰来临之前，将一些经常访问的数据提前加载到缓存中。这样做的好处是，当用户实际请求这些数据时，能够直接从缓存中获取，避免了从数据库等慢速数据源中查询数据，从而提高系统的响应速度和吞吐量，减少数据库的压力。
缓存预热通常发生在以下情况下：
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系统投入使用前：
在系统正式投入使用之前，可以对一些初始化数据进行预热，以避免系统上线初期因为大量数据未被缓存而导致的性能问题。
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数据访问热度周期性变化较高的情况下：
对于有些数据，其访问热度可能会随着时间变化而变化，可以在预计到达高峰期之前预热这些数据，以确保在高峰期能够直接从缓存中获取，提高系统性能。
实际上，缓存预热是一种以时间换空间的策略，通过预先将需要频繁访问的数据加载到缓存中，来减少后续访问时因为缓存未命中而导致的性能损失。
例如，一个电商网站准备举办大型促销活动，预计将有大量用户访问某一特定类别的商品页面。为了避免在活动期间因为商品数据缓存未命中而导致系统性能下降，可以提前对这一类别的商品信息进行缓存预热。即在活动开始之前，系统可以将这类商品的信息提前加载到缓存中，以确保在活动期间可以直接从缓存中获取数据，提高系统的响应速度。
以下是一个基于 SpringBoot 与 Redis 的缓存预热案例。
项目环境搭建
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引入依赖：
xml<dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-pool2</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency> -
定义启动类：
javapackage test; import org.springframework.boot.SpringApplication; import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication; @SpringBootApplication public class SpringBootApp { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(SpringBootApp.class, args); } } -
定义配置：
yamlspring: redis: # Redis主机IP host: localhost # Redis主机端口 port: 6379 # Redis主机密码 password: # 使用Redis的8号库 database: 8 # 使用lettuce客户端 lettuce: # 连接池配置 pool: # 最大连接数 max-active: 8 # 最大空闲连接 max-idle: 8 # 最小空闲连接 min-idle: 0 # 连接等待时间 max-wait: 100
创建数据访问层
模拟从数据库中获取用户数据。
java
package test;
import org.springframework.stereotype.Repository;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
@Repository
public class UserDao {
/**
* 模拟从数据库中获取所有用户
*
* @return 所有用户
*/
public List<User> getAllUsers() {
List<User> users = new ArrayList<>();
users.add(new User(1L, "Alice"));
users.add(new User(2L, "Bob"));
users.add(new User(3L, "Charlie"));
return users;
}
}预热数据到 Redis 中
实现 CommandLineRunner 接口，在 Spring Boot 应用启动时执行缓存预热操作。
java
package test;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.CommandLineRunner;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.List;
@Component
@Slf4j
public class CachePreheater implements CommandLineRunner {
@Autowired
private UserDao userDao;
@Autowired
private UserCacheService userCacheService;
@Override
public void run(String... args) {
// 从数据库获取所有用户数据
List<User> users = userDao.getAllUsers();
// 将用户数据缓存到 Redis 中
userCacheService.cacheUsers(users);
log.info("Cache preheating completed.");
}
}启动 SpringBoot 应用，控制台输出如下结果：
以上结果说明，数据已经成功被预热到缓存（Redis）中。
创建缓存服务类
负责将用户数据缓存到 Redis 中，并从 Redis 中获取用户数据。
java
package test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;
import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;
@Service
public class UserCacheService {
@Resource
private RedisTemplate<String, User> redisTemplate;
public void cacheUsers(List<User> users) {
for (User user : users) {
redisTemplate.opsForValue().set("user:" + user.getId(), user);
}
}
public User getUserFromCache(Long userId) {
return redisTemplate.opsForValue().get("user:" + userId);
}
}测试缓存预热
创建一个控制器来测试缓存是否预热成功。
java
package test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class UserController {
@Autowired
private UserCacheService userCacheService;
@GetMapping("/users/{userId}")
public User getUser(@PathVariable Long userId) {
return userCacheService.getUserFromCache(userId);
}
}在浏览器中访问 http://localhost:8080/users/1，得到的响应结果：
以上结果说明，成功从缓存中获取到了预热到的数据。