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解決Redis緩存擊穿的有效方案
在使用Redis進(jìn)行緩存時(shí)，會(huì)遇到緩存擊穿的問(wèn)題。緩存擊穿是指某個(gè)熱點(diǎn)KEY在緩存失效的時(shí)刻，同時(shí)有大量的請(qǐng)求來(lái)查詢(xún)?cè)搆ey，導(dǎo)致請(qǐng)求全部落到數(shù)據(jù)庫(kù)上，并給數(shù)據(jù)庫(kù)帶來(lái)巨大的壓力。這種情況下，需要采取一些有效的方案來(lái)解決Redis緩存的擊穿問(wèn)題。
方案一：設(shè)置過(guò)期時(shí)間隨機(jī)值
設(shè)置過(guò)期時(shí)間是緩存的常用方式，但是如果多個(gè)key同時(shí)到期，就有可能產(chǎn)生緩存雪崩。為了避免這種情況的發(fā)生，可以將每個(gè)key的過(guò)期時(shí)間加上一個(gè)隨機(jī)值，達(dá)到讓過(guò)期時(shí)間分散的效果。例如：
int expireTime = 60 * 60; // 緩存時(shí)間一小時(shí)
int randomTime = (int)(Math.random() * 60 * 10); // 0-10分鐘的隨機(jī)時(shí)間
Jedis jedis = RedisUtils.getJedis();
jedis.setex("key", expireTime + randomTime, value);
RedisUtils.returnResource(jedis);
方案二：添加互斥鎖的支持
通過(guò)設(shè)置互斥鎖，能夠有效地避免緩存擊穿。例如，在使用Java進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，可以使用ReentrantLock實(shí)現(xiàn)緩存互斥鎖：
private ReentrantLock reentrantLock = new ReentrantLock(); // 定義鎖
private static int expireTime = 60 * 60; // 緩存時(shí)間一小時(shí)
public Object getData(String key) {
Jedis jedis = RedisUtils.getJedis();
String value = jedis.get(key);
if (value == null) { // 緩存中不存在key
reentrantLock.lock(); // 加鎖
try {
// 需要再次檢查緩存，因?yàn)檫@段時(shí)間可能已經(jīng)被其他請(qǐng)求更新了緩存
value = jedis.get(key);
if (value == null) {
// 緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中都不存在
value = doSomething(); // 計(jì)算數(shù)據(jù)
jedis.setex(key, expireTime, value); // 將數(shù)據(jù)加入緩存
}
} finally {
reentrantLock.unlock(); // 解鎖
}
}
RedisUtils.returnResource(jedis);
return value;
}
方案三：使用布隆過(guò)濾器
布隆過(guò)濾器是一個(gè)非?？焖俚臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于檢測(cè)元素是否存在于一個(gè)集合中。在緩存擊穿的場(chǎng)景下，可以先在布隆過(guò)濾器中檢查key是否合法，如果不合法直接返回，減少了對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的一次查詢(xún)。如果合法，在進(jìn)行緩存讀取和計(jì)算等操作。Java中提供了Guava的布隆過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)：
private static BloomFilter bloomFilter = BloomFilter.create(Funnels.stringFunnel(Charset.defaultCharset()), 10000, 0.001); // 10000個(gè)元素的布隆過(guò)濾器，誤差率0.001
public Object getData(String key) {
if (bloomFilter.mightContn(key)) {
// key可能存在緩存中
Jedis jedis = RedisUtils.getJedis();
String value = jedis.get(key);
if (value == null) { // 緩存中不存在key
reentrantLock.lock(); // 加鎖
try {
// 需要再次檢查緩存，因?yàn)檫@段時(shí)間可能已經(jīng)被其他請(qǐng)求更新了緩存
value = jedis.get(key);
if (value == null) {
// 緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中都不存在
value = doSomething(); // 計(jì)算數(shù)據(jù)
jedis.setex(key, expireTime, value); // 將數(shù)據(jù)加入緩存
bloomFilter.put(key); // 將key添加到布隆過(guò)濾器中
}
} finally {
reentrantLock.unlock(); // 解鎖
}
}
RedisUtils.returnResource(jedis);
return value;
} else {
// key不存在
return null;
}
}
綜上，緩存擊穿問(wèn)題是使用Redis進(jìn)行緩存必須要面對(duì)的問(wèn)題。通過(guò)設(shè)置過(guò)期時(shí)間隨機(jī)值、添加互斥鎖的支持和使用布隆過(guò)濾器等方案，可以有效地避免緩存擊穿，提高應(yīng)用的性能和穩(wěn)定性。
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