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缓存三剑客解决方案

news 2025/7/13 11:45:01

缓存三剑客解决方案

1.缓存雪崩

定义：大量缓存数据在同一时间点集体失效，导致所有请求直接穿透到数据库，引发数据库瞬时高负载甚至崩溃。

解决方案：设置过期随机值，避免大量缓存同时失效

// 缓存雪崩防护：随机过期时间 + 双层缓存// 设置随机过期时间（基础时间 + 随机偏移）Random random = new Random();long expire = baseExpire + random.nextInt(5 * 60 * 1000); // 基础5分钟 + 随机5分钟内data = loader.load();setCache(key, data, expire);setCache(backupKey, data, expire * 2); // 备份缓存过期时间更长return data;
}

2. 缓存击穿解决方案

定义：某个热点Key突然失效（如过期或被删除），同时有大量并发请求访问该Key，导致请求全部穿透到数据库。

方案1：互斥锁（分布式锁）

在这里插入图片描述

  @Nullable// todo 3、缓存击穿 -> 互斥锁：只能由一个线程进行缓存构建，其他线程等待，吞吐量较低private Shop huchi(Long id) {String shopJsonStr = stringRedisTemplate.opsForValue().get("cache:shop:" + id);if (StrUtil.isNotBlank(shopJsonStr)) {return JSONUtil.toBean(shopJsonStr, Shop.class);}// 未命中获取锁String tryLockKey = "cache:shop:lock:" + id;Shop shop = null;try {boolean tryLock = getLock(tryLockKey);// 未命中：不断休眠直至获取成功while (!tryLock) {Thread.sleep(50);tryLock = getLock(tryLockKey);}// 获取互斥锁，进行缓存的构建shop = getById(id);if (shop == null) {// 数据库中也不存在时候，进行空字符串缓存stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:shop:" + id, "", 2, TimeUnit.MINUTES);return null;}stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:shop:" + id, JSONUtil.toJsonStr(shop), 2, TimeUnit.MINUTES);} catch (Exception e) {e.getStackTrace();} finally {unLock(tryLockKey);}return shop;}

方案2：逻辑过期（适合高并发读场景）

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@Nullable// todo 3、缓存击穿 -> 逻辑过期：通过设置逻辑过期时间，然后判断是否过期来确定是否进行缓存更新private Shop exLogical(Long id) {ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(10);String shopJsonStr = stringRedisTemplate.opsForValue().get("cache:shop:" + id);// 如果不存在那就是一定不存在if (StrUtil.isBlank(shopJsonStr)) {return null;}//RedisDate redisDate = JSONUtil.toBean(shopJsonStr, RedisDate.class);Shop shop = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisDate.getObject(), Shop.class);// 未逻辑过期if (redisDate.getEx().isAfter(LocalDateTime.now())) {return shop;}// 逻辑过期//  缓存重建String tryLockKey = "cache:shop:lock:" + id;boolean tryLock = getLock(tryLockKey);if (tryLock) {// 开启独立的线程去独立的进行缓存executorService.submit(() -> {try {this.saveShopRedis(id, 20L);} finally {unLock(tryLockKey);}});}return shop;}// 手动设置逻辑过期时间private void saveShopRedis(Long id, Long ex) {Shop shop = getById(id);RedisDate redisDate = new RedisDate();redisDate.setEx(LocalDateTime.now().plusSeconds(ex));redisDate.setObject(shop);stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:shop:" + id, JSONUtil.toJsonStr(redisDate));}

3. 缓存穿透解决方案

定义：查询数据库中根本不存在的数据（如非法ID或恶意攻击），导致请求绕过缓存直接访问数据库。

方案1：缓存空对象

@Nullable//  todo 1、解决缓存穿透问题private Shop chaungtou(Long id) {// 缓存穿透解决方案 -> 缓存""空字符冲String shopJsonStr = stringRedisTemplate.opsForValue().get("cache:shop:" + id);if (StrUtil.isNotBlank(shopJsonStr)) {return JSONUtil.toBean(shopJsonStr, Shop.class);}// shopJsonStr == "":代表用户访问的是一个数据库中不存在的数据if (shopJsonStr != null) {// 店铺不存在return null;}Shop shop = getById(id);if (shop == null) {// 数据库中也不存在时候，进行空字符串缓存stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:shop:" + id, "", 2, TimeUnit.MINUTES);return null;}stringRedisTemplate.opsForValue().set("cache:shop:" + id, JSONUtil.toJsonStr(shop), 2, TimeUnit.MINUTES);return shop;}