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(duì)Redis緩存的使用不當(dāng)，就有可能出現(xiàn)緩存擊穿的問題，導(dǎo)致應(yīng)用程序崩潰、響應(yīng)變慢等一系列問題，甚至還會(huì)帶來安全隱患。所以，本篇文章將針對(duì)Redis緩存擊穿問題，提供一些解決方案和實(shí)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(shí)刻失效，導(dǎo)致相同的請(qǐng)求同時(shí)請(qǐng)求數(shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)庫造成了巨大的壓力，甚至?xí)寯?shù)據(jù)庫崩潰。其中的坑點(diǎn)在于，如果緩存失效時(shí)，恰好有相同的請(qǐng)求發(fā)起，那么它們都會(huì)去訪問數(shù)據(jù)庫，請(qǐng)求可能會(huì)同時(shí)落在一個(gè)KEY上，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致大量請(qǐng)求競(jìng)爭(zhēng)數(shù)據(jù)庫資源，需要等待查詢完成，響應(yīng)時(shí)間就會(huì)變慢，最終導(dǎo)致客戶端響應(yīng)超時(shí)，以至于服務(wù)掛掉。

二、 緩存擊穿的解決方案

1、 針對(duì)緩存層的優(yōu)化

（1） 加鎖

針對(duì)于緩存失效瞬間導(dǎo)致大量請(qǐng)求穿透到后端數(shù)據(jù)庫的問題，我們可以采用分布式鎖，只允許第一個(gè)請(qǐng)求去查詢數(shù)據(jù)庫，其他請(qǐng)求等待鎖，直到第一個(gè)請(qǐng)求返回結(jié)果，并重新將查詢結(jié)果保存到緩存中。

對(duì)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(shù)據(jù)

Object value = getValueFromCache(key);

//緩存中存在的數(shù)據(jù)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(shù)是請(qǐng)求鎖的最大時(shí)間，當(dāng)請(qǐng)求加鎖超過此時(shí)間時(shí)，就會(huì)返回false。

boolean isLock = lock.tryLock(30, 10,TimeUnit.SECONDS);

if (isLock) { // 加鎖成功,重新從數(shù)據(jù)庫查詢，并將數(shù)據(jù)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(jīng)在請(qǐng)求數(shù)據(jù)了，此時(shí)直接從緩存中獲取

value = getValueFromCache(key);

}

} catch (InterruptedException e) {

Thread.currentThread().interrupt();

}

return value;

}

（2） 空對(duì)象緩存策略

對(duì)于一些查詢不存在數(shù)據(jù)的情況，可以采用空對(duì)象緩存策略，將這些不存在的數(shù)據(jù)緩存，有效期可以設(shè)置的長一些，比如1分鐘或更長時(shí)間，這樣就可以將后面查詢同一個(gè)不存在的數(shù)據(jù)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到緩存中，從而減少數(shù)據(jù)庫的請(qǐng)求壓力。

```java
public Object getValue(String key) {
    //從緩存獲取數(shù)據(jù)
    Object value = getValueFromCache(key);
    //緩存中存在的數(shù)據(jù)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(shù)是請(qǐng)求鎖的最大時(shí)間，當(dāng)請(qǐng)求加鎖超過此時(shí)間時(shí)，就會(huì)返回false。
         boolean isLock = lock.tryLock(30, 10,TimeUnit.SECONDS);
         if (isLock) {    // 加鎖成功,重新從數(shù)據(jù)庫查詢，并將數(shù)據(jù)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(shè)置空數(shù)據(jù)緩存
                   }
              } finally {    // 別忘了解鎖
                  lock.unlock();
              }
         }else{  // 加鎖失敗，說明其他線程已經(jīng)在請(qǐng)求數(shù)據(jù)了，此時(shí)直接從緩存中獲取
               value = getValueFromCache(key);
         }
    } catch (InterruptedException e) {
         Thread.currentThread().interrupt();
    }
    return value;
}

2、 合理設(shè)置緩存失效時(shí)間

在實(shí)際開發(fā)中，我們需要合理地設(shè)置緩存的時(shí)間，針對(duì)于一些很少更新的數(shù)據(jù)，設(shè)置緩存失效時(shí)間長一些，對(duì)于一些經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)，建議將失效時(shí)間設(shè)置短一些，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問題。

三、 Redis緩存擊穿的實(shí)踐

下面將通過一個(gè)實(shí)際開發(fā)案例，介紹如何解決Redis緩存擊穿的問題。

我們?cè)趯?shí)際開發(fā)中，有一個(gè)微信公眾號(hào)后臺(tái)管理系統(tǒng)，其中有一些敏感操作需要授權(quán)才能操作，如：修改公眾號(hào)信息、發(fā)送消息、紅包管理等等。為了保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)安全，我們給授權(quán)碼設(shè)置了5分鐘的緩存時(shí)間，一旦該時(shí)間過期，就需要重新授權(quán)才能進(jìn)行敏感操作。

針對(duì)于這種情況，我們可以采用預(yù)熱和異步刷新的方式，將緩存失效時(shí)間設(shè)為10分鐘，每5分鐘會(huì)將授權(quán)碼更新到緩存中，保證了授權(quán)碼在10分鐘內(nèi)永遠(yuǎn)不會(huì)失效或者說在失效期內(nèi)無需重新授權(quán)。

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(quán)碼

String authCode = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);

//緩存中存在的數(shù)據(jù)直接返回

if (authCode != null) {

return authCode;

}

//從數(shù)據(jù)庫獲取授權(quán)碼，并設(shè)置緩存

String code = generateAuthCode();

redisTemplate.opsForValue().set(key, code, EXPIRATION_SECONDS, TimeUnit.SECONDS);

return code;

}

/**

* 定時(shí)刷新授權(quán)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(jié)

針對(duì)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(duì)象緩存策略

（3） 合理設(shè)置緩存失效時(shí)間

同時(shí)，針對(duì)于不同場(chǎng)景，我們也需要采用不同的解決方案，避免因?yàn)榻鉀Q方案不當(dāng)導(dǎo)致更多的問題。因此，本篇文章也結(jié)合了一個(gè)實(shí)際開發(fā)案例，希望能夠給讀者提供更多關(guān)于Redis緩存擊穿問題的解決思路和方法。

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新聞標(biāo)題：決解決Redis緩存擊穿實(shí)踐指南（redis緩存擊穿怎么解）
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