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Redis緩存是一種常見的解決高并發(fā)訪問問題的手段，但是如果對Redis緩存的使用不當，就有可能出現緩存擊穿的問題，導致應用程序崩潰、響應變慢等一系列問題，甚至還會帶來安全隱患。所以，本篇文章將針對Redis緩存擊穿問題，提供一些解決方案和實踐指南。
一、 緩存擊穿的原因
Redis緩存擊穿指的是：在高并發(fā)情況下，某些緩存在同一時刻失效，導致相同的請求同時請求數據庫，對數據庫造成了巨大的壓力，甚至會讓數據庫崩潰。其中的坑點在于，如果緩存失效時，恰好有相同的請求發(fā)起，那么它們都會去訪問數據庫，請求可能會同時落在一個KEY上，此時就會導致大量請求競爭數據庫資源，需要等待查詢完成，響應時間就會變慢，最終導致客戶端響應超時，以至于服務掛掉。
二、 緩存擊穿的解決方案
1、 針對緩存層的優(yōu)化
（1） 加鎖
針對于緩存失效瞬間導致大量請求穿透到后端數據庫的問題，我們可以采用分布式鎖，只允許第一個請求去查詢數據庫，其他請求等待鎖，直到第一個請求返回結果，并重新將查詢結果保存到緩存中。
對于Java程序，我們可以使用Spring提供的RedisTemplate和Redisson框架提供的分布式鎖：
“`java
public Object getvalue(string key) {
//從緩存獲取數據
Object value = getValueFromCache(key);
//緩存中存在的數據直接返回
if(null != value){
return value;
}
//緩存中沒有則加分布式鎖
String lockKey = “l(fā)ock” + key;
RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
try {
// timeout參數是請求鎖的最大時間，當請求加鎖超過此時間時，就會返回false。
boolean isLock = lock.tryLock(30, 10,TimeUnit.SECONDS);
if (isLock) { // 加鎖成功,重新從數據庫查詢，并將數據保存到緩存中
try {
value = getValueFromDB(key);
if(value != null){
setCache(key, value, EXPIRE_TIME); //更新緩存
}
} finally { // 別忘了解鎖
lock.unlock();
}
}else{ // 加鎖失敗，說明其他線程已經在請求數據了，此時直接從緩存中獲取
value = getValueFromCache(key);
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
return value;
}
（2） 空對象緩存策略
對于一些查詢不存在數據的情況，可以采用空對象緩存策略，將這些不存在的數據緩存，有效期可以設置的長一些，比如1分鐘或更長時間，這樣就可以將后面查詢同一個不存在的數據請求轉發(fā)到緩存中，從而減少數據庫的請求壓力。
```java
public Object getValue(String key) {
//從緩存獲取數據
Object value = getValueFromCache(key);
//緩存中存在的數據直接返回
if(null != value){
return value;
}
//緩存中沒有則加分布式鎖
String lockKey = "lock" + key;
RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
try {
// timeout參數是請求鎖的最大時間，當請求加鎖超過此時間時，就會返回false。
boolean isLock = lock.tryLock(30, 10,TimeUnit.SECONDS);
if (isLock) { // 加鎖成功,重新從數據庫查詢，并將數據保存到緩存中
try {
value = getValueFromDB(key);
if(value != null){
setCache(key, value, EXPIRE_TIME); //更新緩存
}else{
setCache(key, new NullValue(), NULL_EXPIRE_TIME); //設置空數據緩存
}
} finally { // 別忘了解鎖
lock.unlock();
}
}else{ // 加鎖失敗，說明其他線程已經在請求數據了，此時直接從緩存中獲取
value = getValueFromCache(key);
}
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
return value;
}
2、 合理設置緩存失效時間
在實際開發(fā)中，我們需要合理地設置緩存的時間，針對于一些很少更新的數據，設置緩存失效時間長一些，對于一些經常變化的數據，建議將失效時間設置短一些，這樣就可以保證數據的實時性，防止出現數據不一致的問題。
三、 Redis緩存擊穿的實踐
下面將通過一個實際開發(fā)案例，介紹如何解決Redis緩存擊穿的問題。
我們在實際開發(fā)中，有一個微信公眾號后臺管理系統(tǒng)，其中有一些敏感操作需要授權才能操作，如：修改公眾號信息、發(fā)送消息、紅包管理等等。為了保護用戶的數據安全，我們給授權碼設置了5分鐘的緩存時間，一旦該時間過期，就需要重新授權才能進行敏感操作。
針對于這種情況，我們可以采用預熱和異步刷新的方式，將緩存失效時間設為10分鐘，每5分鐘會將授權碼更新到緩存中，保證了授權碼在10分鐘內永遠不會失效或者說在失效期內無需重新授權。
這里給出代碼示例：
“`java
public String getAuthCode(String appId) {
String key = AUTH_CODE_PREFIX + appId;
//從緩存獲取授權碼
String authCode = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
//緩存中存在的數據直接返回
if (authCode != null) {
return authCode;
}
//從數據庫獲取授權碼，并設置緩存
String code = generateAuthCode();
redisTemplate.opsForValue().set(key, code, EXPIRATION_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
return code;
}
/**
* 定時刷新授權碼
*/
@Scheduled(fixedRate = REFRESH_RATE)
public void refreshAuthCode() {
List wechatApps = wechatAppService.findAll();
for (WechatApp wechatApp : wechatApps) {
String key = AUTH_CODE_PREFIX + wechatApp.getAppId();
String authCode = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);
if (authCode != null) {
redisTemplate.opsForValue().set(key, authCode, EXPIRATION_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);
}
}
}
四、 總結
針對于Redis緩存擊穿問題，我們提供了以下幾種解決方案：
（1） 加鎖
（2） 空對象緩存策略
（3） 合理設置緩存失效時間
同時，針對于不同場景，我們也需要采用不同的解決方案，避免因為解決方案不當導致更多的問題。因此，本篇文章也結合了一個實際開發(fā)案例，希望能夠給讀者提供更多關于Redis緩存擊穿問題的解決思路和方法。
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分享名稱：決解決Redis緩存擊穿實踐指南（redis緩存擊穿怎么解）
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