缓存和分布式锁笔记

本文介绍: 缓存和分布式锁笔记

概念

缓存的作用是减低对数据源的访问频率。从而提高我们系统的性能。

缓存的流程图

缓存分类

本地缓存

把缓存数据存储在内存中(Map <String,Object>)，其实就是强引用，不会轻易被删除。

单体架构下的缓存处理

分布式缓存

数据冗余，效率不高
分布式架构下本地缓存

分布式缓存的结构图

整合Redis

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    <version>1.3.2.RELEASE</version>
</dependency>

spring:
    redis:
    host: 192.168.56.10
    port: 6379

@ResponseBody
@RequestMapping("/index/test")
public Object test(){
    BoundValueOperations<String, String> boundValueOperations= stringRedisTemplate.boundValueOps("test");
    boundValueOperations.set("测试数据");
    return boundValueOperations.get();
}

redis缓存改造三级分类

public Map<String, List<Catalog2VO>> getCatelog2JSON() throws IOException {
    String catalogJSON = stringRedisTemplate.opsForValue().get("Catelog2JSON");
    if (StringUtils.isEmpty(catalogJSON)) {
        Map<String, List<Catalog2VO>> map = getCatelog2JSONDb();
        String json = objectMapper.writeValueAsString(map);
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("Catelog2JSON", json);
        return map;
    }
    Map<String, List<Catalog2VO>> map=objectMapper.readValue(catalogJSON, new TypeReference<Map<String, List<Catalog2VO>>>(){});
    return map;
}

缓存常见问题

缓存穿透

问题：
指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中，将去查询数据库，但是数据库也无此记录，我们没有将这次查询的null写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到存储层去查询，造成数据库压力增大。

**解决：**直接把null结果缓存，并加入短暂的过期时间

缓存雪崩

**问题：**在我们设置缓存时key采用了相同的过期时间，导致缓存在某一时刻同时失效，请求全部转发到DB，DB瞬时压力过重雪崩。

**解决：**原有的失效时间基础上增加一个随机值，比如1-5分钟随机，这样每一个缓存的过期时间的重复率就会降低，就很难引发集体失效的事件。

缓存击穿

**问题：**对于一些设置了过期时间的key，如果这些key可能会在某些时间点被超高并发地访问，是一种非常“热点”的数据。如果这个key在大量请求同时进来前正好失效，那么所有对这个key的数据查询都落到db。

**解决：**加锁，大量并发只让一个去查，其他人等待，查到以后释放锁，其他人获取到锁，先查缓存，就会有数据，不用去db。

synchronized (this) {
  。。。。。。
}

imagepng

public Map<String, List<Catalog2VO>> getCatelog2JSON() throws IOException {

String catalogJSON = stringRedisTemplate.opsForValue().get("Catelog2JSON");
if (StringUtils.isEmpty(catalogJSON)) {
    synchronized (this) {
        System.out.println("查数据库啊-----");
        Map<String, List<Catalog2VO>> map = getCatelog2JSONDb();
        if (null == map) {
            //加个null缓存，防止穿透
            stringRedisTemplate.opsForValue().set("Catelog2JSON", "null", 5, TimeUnit.SECONDS);
        } else {
            String json = objectMapper.writeValueAsString(map);
            //加个过期时间防止雪崩
            stringRedisTemplate.opsForValue().set("Catelog2JSON", json, 5, TimeUnit.SECONDS);
            return map;
        }
    }
}
Map<String, List<Catalog2VO>> map = objectMapper.readValue(catalogJSON, new TypeReference<Map<String, List<Catalog2VO>>>() {
});
return map;
}

本地锁的局限

本地锁在分布式环境下，是没有办法锁住其他节点的操作的

**问题：**针对本地锁的问题，我们需要通过分布式锁来解决，那么是不是意味着本身锁在分布式场景下就不需要了呢？
**答：**因为如果分布式环境下的每个节点不控制请求的数量，那么分布式锁的压力会非常大，这时我们需要本地锁来控制每个节点的同步，来降低分布式锁的压力，所以实际开发中我们都是本地锁和分布式锁结合使用的。

分布式锁

分布式锁原理

分布式锁或者本地锁的本质其实是一样的，都是将并行的操作转换为了串行的操作

分布式锁常用解决方案

https://blog.csdn.net/qq_33594592/article/details/133932876

数据库

通过在数据库中创建一个唯一索引的表，然后通过插入一条数据来获取锁，如果插入成功则获取锁成功，否则获取锁失败。释放锁的操作就是删除这条数据。这种方式的优点是实现简单，缺点是性能较低，因为涉及到数据库的操作。
可以利用MySQL隔离性：唯一索引

use test;
CREATE TABLE `DistributedLock` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
  `name` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '锁名',
  `desc` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '备注信息',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '保存数据时间，自动生成',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uidx_name` (`name`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='锁定中的方法';

//数据库中的每一条记录就是一把锁，利用的mysql唯一索引的排他性
//lock和unlock只是函数名
lock(name,desc){
    insert into DistributedLock(`name`,`desc`) values (#{name},#{desc});
}

unlock(name){
    delete from DistributedLock where name = #{name}
}

乐观锁：乐观的任务数据不会出现数据安全问题，如果出现了就重试一次

select ...,version;
update table set version+1 where version = xxx

Redis

setNX: setNX(key,value) :如果key不存在那么就添加key的值，否则添加失败，Redisson。

Zookeeper

其基本思想是创建一个临时有序节点，临时节点保证在客户端断开连接或者超时zookeeper会自动删除该节点，从而避免死锁的发生，有序节点可以实现一种公平锁，加锁顺序按照客户端进程请求顺序进行，加锁的为产生节点序号最小的那个客户端。
加锁：客户端在zookeeper创建临时节点，并判断自己是不是节点序号最小的，如果是则加锁成功，如果不是则watch监听它前一个节点删除事件，当收到前一个节点删除通知时重复前面逻辑，直到加锁完成
解锁：客户端完成业务逻辑，在zookeeper删除自己的临时节点，同时通知它后一个节点获取锁
两个客户端A和B加锁解锁的过程

Redis实现分布式锁

public Map<String, List<Catalog2VO>> getCatelog2JSONDbWithRedisLock() {
    String keys = "catalogJSON";
    // 加锁
    Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1111");
    if(lock){
        // 加锁成功
        Map<String, List<Catalog2VO>> data = getDataForDB(keys);
        // 从数据库中获取数据成功后，我们应该要释放锁
        stringRedisTemplate.delete("lock");
        return data;
    }else{
        // 加锁失败
        // 休眠+重试
        // Thread.sleep(1000);
        return getCatelog2JSONDbWithRedisLock();
    }
}




///如果getDataForDB出现异常，则会出现死锁，
///加上过期时间可以解决
// 给对应的key设置过期时间
stringRedisTemplate.expire("lock",20,TimeUnit.SECONDS);




///如果在expire方法执行之前就中断也会出现死锁
///创建锁时同时加上过期时间
// 加锁 在执行插入操作的同时设置了过期时间
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1111",30,TimeUnit.SECONDS);




///如果获取锁的业务执行时间比较长，超过了我们设置的过期时间，那么就有可能业务还没执行完，锁就释放了，然后另一个请求进来了，并创建了key，这时原来的业务处理完成后，再去删除key的时候，那么就有可能删除别人的key,如何解决
///查询的锁的信息通过UUID来区分
public Map<String, List<Catalog2VO>> getCatelog2JSONDbWithRedisLock() {
    String keys = "catalogJSON";
    // 加锁 在执行插入操作的同时设置了过期时间
    String uuid = UUID.randomUUID().toString();
    Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid,30,TimeUnit.SECONDS);
    if(lock){
        // 给对应的key设置过期时间
        stringRedisTemplate.expire("lock",20,TimeUnit.SECONDS);
        // 加锁成功
        Map<String, List<Catalog2VO>> data = getDataForDB(keys);
        // 获取当前key对应的值
        String val = stringRedisTemplate.opsForValue().get("lock");
        if(uuid.equals(val)){
            // 说明这把锁是自己的
            // 从数据库中获取数据成功后，我们应该要释放锁
            stringRedisTemplate.delete("lock");
        }
        return data;
    }else{
        // 加锁失败
        // 休眠+重试
        // Thread.sleep(1000);
        return getCatelog2JSONDbWithRedisLock();
    }
}



///key的值和删除key其实不是一个原子性操作，这就会出现我查询出来key之后，时间过期了，然后key被删除了，然后其他的请求创建了一个新的key，然后原来的执行删除了这个key，又出现了删除别人key的情况
///脚本执行（lua）
String srcipts = "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1]  then return redis.call('del',KEYS[1]) else  return 0 end ";
// 通过Redis的lua脚本实现 查询和删除操作的原子性
stringRedisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<Integer>(srcipts,Integer.class)
,Arrays.asList("lock"),uuid);

Redisson分布式锁

https://github.com/redisson/redisson/wiki/8.-%E5%88%86%E5%B8%83%E5%BC%8F%E9%94%81%E5%92%8C%E5%90%8C%E6%AD%A5%E5%99%A8#81-%E5%8F%AF%E9%87%8D%E5%85%A5%E9%94%81reentrant-lock

原理

加锁原理

"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
"redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
"return nil; " +
"end; " +
"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
"redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
"return nil; " +
"end; " +
"return redis.call('pttl', KEYS[1]);"

一个客户端要加锁，它首先会根据hash节点选择一台机器，这里注意仅仅只是选择一台机器，紧接着就会发送一段封装好的 lua 脚本到 redis 上，比如加锁的那个锁key就是”mylock”，并且设置的时间是30秒，30秒后mylock锁就会被自动释放。

锁互斥机制

第一个线程加锁完成后，此时，如果客户端 2 来尝试加锁会如何呢？首先，第一个 if 判断会执行 exists myLock，发现 myLock 这个锁 key 已经存在了。接着第二个 if 判断，判断一下，myLock 锁 key 的 hash 数据结构中，是否包含客户端 2 的 ID，这里明显不包含客户端 2 的ID，因为那里包含的是客户端 1 的 ID。所以，客户端 2 会执行：

return redis.call('pttl', KEYS[1]);
//返回的是一个数字，这个数字就是 myLock 这个锁 key 的剩余生存时间

锁阻塞机制

当锁正在被其他线程占用的时候，等待获取锁的线程并不是通过一个 while(true) 死循环去获取锁，而是利用了 Redis 的发布订阅机制，通过 await 方法阻塞等待锁的进程，有效的解决 不断的申请锁浪费资源的问题。

锁续期机制

【1】客户端 1 加锁的默认生存(等待)时间为30秒，如果超过了30秒，客户端 1 还想一直持有这把锁，怎么办？
【2】Redisson 提供了一个续期机制，只要客户端 1 一旦加锁成功，就会启动一个 Watch Dog (看门狗)。
【3】Watch Dog 它是一个后台定时任务线程，会每隔10秒（internalLockLeaseTime / 3）检查一下(遍历 EXPIRATION_RENEWAL_MAP 里面线程 id 然后根据线程 id 去 Redis 中查，如果存在就会延长 key 的时间)，如果客户端 1 还持有锁key，那么就会不断的延长锁key的生存时间，直至业务执行结束或者该线程主动释放锁。

源码

private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) throws InterruptedException {
    long threadId = Thread.currentThread().getId();
    //尝试获取锁
    Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
    // lock acquired
    //获得锁直接返回
    if (ttl == null) {
        return;
    }

    //订阅与锁关联的Redis频道
    RFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);
    if (interruptibly) {
        commandExecutor.syncSubscriptionInterrupted(future);
    } else {
        commandExecutor.syncSubscription(future);
    }

    try {
        while (true) {
            ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
            // lock acquired
            if (ttl == null) {
                break;
            }

            // waiting for message
            //如果ttl >= 0，表示等待获取锁的时间（在给定的TTL时间内）。在这个时间段内，线程将尝试获取锁。如果在此期间发生中断，并且interruptibly为真，则抛出中断异常；否则，再次尝试获取锁。
            if (ttl >= 0) {
                try {
                    future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } catch (InterruptedException e) {
                    if (interruptibly) {
                        throw e;
                    }
                    future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                }
            } else {
                if (interruptibly) {
                    future.getNow().getLatch().acquire();
                } else {
                    future.getNow().getLatch().acquireUninterruptibly();
                }
            }
        }
    } finally {
        //清理订阅的资源
        unsubscribe(future, threadId);
    }
    //        get(lockAsync(leaseTime, unit));
}

private Long tryAcquire(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    return get(tryAcquireAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId));
}

private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    RFuture<Long> ttlRemainingFuture;
    if (leaseTime != -1) {
        ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    } else {
        //过期时间为看门狗的默认时间，30秒
        ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, internalLockLeaseTime,
                TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    }
    //开启一个定时任务进行不断刷新过期时间
    ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
        if (e != null) {
            return;
        }

        // lock acquired
        if (ttlRemaining == null) {
            if (leaseTime != -1) {
                internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
            } else {
                scheduleExpirationRenewal(threadId);
            }
        }
    });
    return ttlRemainingFuture;
}

this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();

private long lockWatchdogTimeout = 30 * 1000;

<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
    internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);

    return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
              // 首先判断锁是否存在
              "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                      // 存在则获取锁
                  "redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                  // 然后设置过期时间
                  "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                  "return nil; " +
              "end; " +
              // hexists查看哈希表的指定字段是否存在，存在锁并且是当前线程持有锁
              "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                      // hincrby自增一
                  "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                      // 锁的值大于1，说明是可重入锁，重置过期时间
                  "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                  "return nil; " +
              "end; " +
              // 锁已存在，且不是本线程，则返回过期时间ttl
              "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
                Collections.<Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}

protected void scheduleExpirationRenewal(long threadId) {
    //该对象将用于存储需要刷新锁过期时间的线程ID
    ExpirationEntry entry = new ExpirationEntry();
    ExpirationEntry oldEntry = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.putIfAbsent(getEntryName(), entry);
    if (oldEntry != null) {
        //将当前线程ID添加到oldEntry中，表示该线程也需要参与锁的过期刷新
        oldEntry.addThreadId(threadId);
    } else {
        entry.addThreadId(threadId);
        //调用renewExpiration()方法来刷新锁的过期时间。这通常涉及到与Redis服务器交互，以更新锁的过期时间
        renewExpiration();
    }
}

//主要目的是确保锁的过期时间能够定期自动刷新，以防止锁在使用过程中意外过期。它使用定时任务来定期检查并更新锁的过期时间，并在成功更新后重新调度任务，以便在未来继续刷新。如果更新失败或不再需要刷新，它会取消刷新任务并从映射中移除相关条目。这种方式可以有效地管理锁的生命周期，并减少因锁过期导致的问题。
private void renewExpiration() {
    ExpirationEntry ee = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
    //不需要刷新过期时间
    if (ee == null) {
        return;
    }

    //命令执行器的连接管理器创建一个新的定时任务，该任务将在内部锁续约时间的三分之一时长后运行（10秒）
    Timeout task = commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {
        @Override
        public void run(Timeout timeout) throws Exception {
            ExpirationEntry ent = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
            if (ent == null) {
                return;
            }
            Long threadId = ent.getFirstThreadId();
            if (threadId == null) {
                return;
            }

            //异步更新锁的过期时间,续约
            RFuture<Boolean> future = renewExpirationAsync(threadId);
            future.onComplete((res, e) -> {
                if (e != null) {
                    log.error("Can't update lock " + getRawName() + " expiration", e);
                    EXPIRATION_RENEWAL_MAP.remove(getEntryName());
                    return;
                }

                if (res) {
                    // reschedule itself
                    renewExpiration();
                } else {
                    cancelExpirationRenewal(null);
                }
            });
        }
    }, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS);

    ee.setTimeout(task);
}

protected RFuture<Boolean> renewExpirationAsync(long threadId) {
    return evalWriteAsync(getRawName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
            "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                    "return 1; " +
                    "end; " +
                    "return 0;",
            Collections.singletonList(getRawName()),
            internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}

Redisson整合

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.16.1</version>
</dependency>

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * @author guanglin.ma
 * @date 2023-12-24 22:45
 */
@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Bean
    public RedissonClient RedissonClientConfig(){
        Config config = new Config();
        //可以用"rediss://"来启用SSL连接
        config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.56.10:6379");
        return Redisson.create(config);
    }
}

可重入锁

https://blog.csdn.net/hkl_Forever/article/details/128164070

读写锁

在读写锁中，只有读读的行为是共享锁，相互之间不影响，只要有写的行为存在，那么就是一个互斥锁(排他锁)

@GetMapping("/writer")
@ResponseBody
public String writerValue(){
    RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("rw-lock");
    // 加写锁
    RLock rLock = readWriteLock.writeLock();
    String s = null;
    rLock.lock(); // 加写锁
    try {
        s = UUID.randomUUID().toString();
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("msg",s);
        Thread.sleep(30000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        rLock.unlock();
    }
    return s;
}

@GetMapping("/reader")
@ResponseBody
public String readValue(){
    RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("rw-lock");
    // 加读锁
    RLock rLock = readWriteLock.readLock();
    rLock.lock();
    String s = null;
    try {
        s = stringRedisTemplate.opsForValue().get("msg");
    }finally {
        rLock.unlock();
    }

    return s;
}

闭合锁

基于Redisson的Redisson分布式闭锁（CountDownLatch）Java对象 RCountDownLatch采用了与 java.util.concurrent.CountDownLatch相似的接口和用法。

//先关门熄灯，await等待数量消费到0即可继续往下执行

@GetMapping("/lockDoor")
@ResponseBody
public String lockDoor(){
    RCountDownLatch door = redissonClient.getCountDownLatch("door");
    door.trySetCount(5);
    try {
        door.await(); // 等待数量降低到0
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "关门熄灯...";
}

@GetMapping("/goHome/{id}")
@ResponseBody
public String goHome(@PathVariable Long id){
    RCountDownLatch door = redissonClient.getCountDownLatch("door");
    door.countDown(); // 递减的操作
    return id + "下班走人";
}

信号量(Semaphore)

基于Redis的Redisson的分布式信号量（Semaphore）Java对象RSemaphore采用了与 java.util.concurrent.Semaphore相似的接口和用法。同时还提供了异步（Async）、反射式（Reactive）和RxJava2标准的接口。

@GetMapping("/park")
@ResponseBody
public String park(){
    RSemaphore park = redissonClient.getSemaphore("park");
    boolean b = true;
    try {
        // park.acquire(); // 获取信号 阻塞到获取成功
        b = park.tryAcquire();// 返回获取成功还是失败
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return "停车是否成功:" + b;
}

//释放10次，就有10个车位
@GetMapping("/release")
@ResponseBody
public String release(){
    RSemaphore park = redissonClient.getSemaphore("park");
    park.release();
    return "释放了一个车位";
}

缓存数据一致性问题

双写模式

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1763573615688107095&wfr=spider&for=pc
读取过程

更新过程

**策略一：**先更新db，再删除缓存（常用的Cache-Aside Pattern旁路缓存）
更新过程，先更新db，再删除缓存
问题：如果更新db成功，删缓存失败，将导致数据不一致。
**策略二：**先更新db,再更新缓存

问题：
1、并发更新场景下，更新缓存会导致数据不一致。
2、根据读写比，考虑是否有必要频繁同步更新缓存，而且，如果构造缓存中数据过于复杂，或者数据更新频繁，但是读取并不频繁的情况，还会造成不必要的性能损耗。（此种方式不推荐）
**策略三：**先更新缓存,再更新db

问题：不推荐
**策略四：**先删缓存，再更新db

问题：先删缓存，虽然解决了策略1中，后删缓存如果失败的场景，但也会发生不一致的问题。
例如：请求 A 删除缓存，这时请求B来查，就会击穿到数据库，B读取到旧的值后写入缓存，A正常更新db,由于时间差导致数据不一致的情况。
**策略五：**缓存延时双删

问题：该策略兼容了策略1和策略4,解决了先删缓存还是后删缓存的问题，如策略1中，更新db后删缓存失败和策略4中的不一致场景，该策略可以将延时时间内（比如延时10ms）所造成的缓存脏数据，再次删除。但是，如果延时删缓存失败，策略4中不一致问题还会发生，同时延时的实现，如创建线程，或者引入mq异步，可能会增加系统复杂度问题。
**策略六：**变种双删，前置缓存过期时间

问题：该策略针对策略1中后删缓存失败的场景，前置一层缓存数据过期时间（具体时间根据自身系统本身评估，如可覆盖db读写耗时或一致性容忍度等），更新db后就算删缓存失败，在expire时间后也能保证缓存中无数据。同时，前置expire失败，或者更新db失败，都不会影响数据一致。
能够解决策略4中的问题：请求 A 删除缓存，这时请求B来查，就会击穿到数据库，B读取到旧的值后写入缓存，A正常更新db,由于时间差导致数据不一致的情况，描述图如下：

本策略中步骤1为expire缓存，不会发生击穿缓存到数据库的情况,数据将直接返回。除非更极端情况，如下图:
expire时间没有覆盖住更新db的耗时，类似策略1中极端场景

策略七：
问题：

失效模式

总结

针对于上的两种解决方案我们怎么选择？

缓存的所有数据我们都加上过期时间，数据过期之后主动触发更新操作
使用读写锁来处理，读读的操作是不相互影响的

无论是双写模式还是失效模式，都会导致缓存的不一致问题。即多个实例同时更新会出事。怎么办？

如果是用户纬度数据（订单数据、用户数据），这种并发几率非常小，不用考虑这个问题，缓存数据加上过期时间，每隔一段时间触发读的主动更新即可
如果是菜单，商品介绍等基础数据，也可以去使用canal订阅binlog的方式。
缓存数据+过期时间也足够解决大部分业务对于缓存的要求。
通过加锁保证并发读写，写写的时候按顺序排好队。读读无所谓。所以适合使用读写锁。（业务不关心脏数据，允许临时脏数据可忽略）

总结：

我们能放入缓存的数据本就不应该是实时性、一致性要求超高的。所以缓存数据的时候加上过期时间，保证每天拿到当前最新数据即可。
我们不应该过度设计，增加系统的复杂性

遇到实时性、一致性要求高的数据，就应该查数据库，即使慢点。

SpringCache

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>

spring:
redis:
  host: localhost
  port: 6379
  #password:
  database: 0
cache:
  redis:
    time-to-live: 1800000 #过期时间

@EnableCaching
...
@SpringBootApplication
public class GulimallProductApplication { ... }

SpringCache 如下注解为我们提供缓存的操作

  @Cacheable 触发将数据保存到缓存的操作。
  如果缓存中有数据，被标注的方法不调用。
  key 默认自动生成：缓存名字::SimpleKey [] ，如 category::SimpleKey [] 。
  缓存值默认使用 jdk 序列化机制将序列化后的数据存到缓存。
  默认过期时间是 -1。

  @CacheEvict 将数据从缓存删除。
  @CachePut 沉浸式更新缓存。
  @Caching 组合多个缓存操作。

使用

//SpEL
//"#setmeal.categoryId" 表示获取变量 "setmeal" 的属性 "categoryId" 的值。
//"''+" 是一个字符串连接操作，用于在两个值之间添加下划线字符 ""。
//"#setmeal.status" 表示获取变量 "setmeal" 的属性 "status" 的值。

//@CachePut注解在执行添加操作时，将新的数据添加到Redis缓存中，以便于数据库查询的值和展示的数据一致。Redis底层执行的是set操作。
@PostMapping
@CachePut(value = "setmealCache",key = "#setmealDto.categoryId+'_'+#setmealDto.status")
public R<String> save(@RequestBody SetmealDto setmealDto){

    return R.success("新增套餐成功");
}

//@CacheEvict注解执行修改、删除数据操作时删除对应的所有该名称（value=值）下的缓存数据，以便于数据库查询的值和展示的数据一致。Redis底层执行的是del（删除）操作。下次在删除修改完后查询时就会重新执行sql语句去数据库中查询数据，这样就使得数据库与缓存数据一致。
@PutMapping
@CacheEvict(value = "setmealCache",allEntries = true)
public R<String> update(@RequestBody SetmealDto setmealDto){


    return R.success("修改成功");
}

//@Cacheable注解，将查询的数据放到Redis中，所以Redis底层代码也是做的set操作。
@GetMapping("/list")
//将返回的结果存入redis缓存中
@Cacheable(value = "setmealCache",key = "#setmeal.categoryId+'_'+#setmeal.status")
public R<List<Setmeal>> list(Setmeal setmeal){


    return R.success(list);
}

源码

配置类里面的选择器，加载把相关的配置类进行加载。对应yaml里面的type

其他

SpringCache的不足：
1).读模式

缓存穿透：查询一个null的数据。可以解决 cache-null-values=true
缓存击穿:大量并发进来同时查询一个正好过期的数据。解决方案：分布式锁 sync=true 本地锁
缓存雪崩：大量的key同一个时间点失效。解决方案：添加过期时间 time-to-live=60000 指定过期时间

2).写模式

读写锁
引入canal，监控binlog日志文件来同步更新数据
读多写多，直接去数据库中读取数据即可

总结：

常规数据(读多写少)：而且对及时性和数据的一致性要求不高的情况，我们完全可以使用SpringCache
特殊情况：特殊情况特殊处理。

原文地址:https://blog.csdn.net/qq_40691438/article/details/135951808

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redis 分布式缓存

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