黑马点评项目-Day02

什么是缓存：

缓存就是数据交换的缓冲区(Cache)，是存储数据的临时地方，一般读写性能较高。

缓存的作用：降低后端负载、提高读写效率，降低响应时间

缓存的成本：数据一致性成本、代码维护成本、运维成本

添加Redis缓存：

给商铺类型查询业务添加缓存

缓存更新策略：

给查询商铺的缓存添加超时剔除和主动更新的策略

写入redis时，设置超时时间

根据ID修改店铺时，先修改数据库，在删除缓存

缓存穿透：

缓存穿透是指客户端请求的数据在缓存中和数据库中都不存在，这样缓存永远不会生效，这些请求都会打到数据库。常见的解决方案有两种：

• 缓存空对象 优点：实现简单，维护方便 缺点：额外的内存消耗 可能造成短期的不一致
• 布隆过滤 优点：内存占用少，没有多余的key 缺点：实现复杂 存在误判可能

解决商铺查询的缓存穿透问题

缓存雪崩：

缓存雪崩是指在同一时间大量缓存key同时失效或者redis服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。

解决方案：

• 给不同的key的TTL添加随机值（key失效）
• 利用redis集群增加服务的可用性
• 给缓存业务添加降级限流策略
• 给业务添加多级缓存

缓存击穿：

缓存击穿也叫热点key问题，就是一个被高并发访问并且缓存重建业务较复杂的key突然失效了，无数的请求访问会瞬间给服务器带来巨大的冲击。

解决方案：

• 互斥锁
• 逻辑过期

基于互斥锁方式解决缓存击穿问题

修改根据ID查询商铺的业务

先定义获取锁和释放锁的两个方法

按流程图来实现

基于逻辑过期方式解决缓存击穿问题

public Shop queryWithLogicalExpire(Long id){
        //1.从redis中查询商铺缓存
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_KEY + id);
        //2.判断是否存在
        if(StrUtil.isBlank(shopJson)){
            //3.不存在，返回
            return null;
        }
        //4.存在，需要先把json反序列化成对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(shopJson, RedisData.class);
        JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();
        Shop shop = JSONUtil.toBean(data, Shop.class);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        //5.判断逻辑过期时间，是否过期
        if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){
            //5.1.未过期，直接返回店铺信息
            return shop;
        }
        //5.2.已过期，需要缓存重建
        //6.缓存重建
        //6.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);

        if(isLock){
            //6.2.获取锁成功，开启独立线程，实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    //缓存重建
                    this.saveShop2Redis(id, 20L);

                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }finally {
                    //释放锁
                    unLock(lockKey);
                }

            });
        }
        //6.3.返回过期的商铺信息
        return shop;
     

    }

缓存重建

缓存工具封装

@Slf4j
@Component
public class CacheClient {

    private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    // 构造函数注入
    public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
        this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
    }

    public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit);
    }

    public void setWithLogical(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) {
        //设置逻辑过期
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(value);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds( time)));
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }

    public <R,ID> R queryWithPassThrough(
            String keyPrefix, ID id, Class<R>  type, Function<ID,R> dbFallback,Long time, TimeUnit unit){
        //1.从redis中查询商铺缓存
        String Json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(keyPrefix + id);
        //2.判断是否存在
        if(StrUtil.isNotBlank(Json)){
            //3.存在，返回
            return JSONUtil.toBean(Json, type);
        }

        //判断命中的是否是空值
        if(Json != null){
            return null;
        }
        //4.不存在，根据id查询数据库
        R r = dbFallback.apply( id);
        //5.数据库不存在，返回错误
        if(r == null){
            //5.1.不存在，将缓存设为空，过期时间为2分钟
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            return null;
        }
        //6.存在，写入redis
       this.set(keyPrefix + id, r, time, unit);
        //7.返回
        return r;
    }

    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    public <R,ID> R queryWithLogicalExpire( 
            String keyPrefix, ID id, Class<R>  type, Function<ID,R> dbFallback,Long time, TimeUnit unit){
        //1.从redis中查询商铺缓存
        String Json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(keyPrefix + id);
        //2.判断是否存在
        if(StrUtil.isBlank(Json)){
            //3.不存在，返回
            return null;
        }
        //4.存在，需要先把json反序列化成对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(Json, RedisData.class);
        JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();
        R r = JSONUtil.toBean(data, type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        //5.判断逻辑过期时间，是否过期
        if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){
            //5.1.未过期，直接返回店铺信息
            return r;
        }
        //5.2.已过期，需要缓存重建
        //6.缓存重建
        //6.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        boolean isLock = tryLock(lockKey);

        if(isLock){
            //6.2.获取锁成功，开启独立线程，实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> {
                try {
                    //缓存重建
                    R r1 = dbFallback.apply(id);
                    //写入redis
                    this.setWithLogical(keyPrefix, r1, time, unit);

                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }finally {
                    //释放锁
                    unLock(lockKey);
                }

            });
        }
        //6.3.返回过期的信息
        return r;


    }
    //尝试获取锁
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }
    //释放锁
    private void unLock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }
}