Redis穿透问题解决方案
缓存穿透
缓存穿透是指用户查询数据，在数据库没有，自然在缓存中也不会有。这样就导致用户查询的时候，在缓存中找不到，每次都要去数据库再查询一遍，然后返回空。这样请求就绕过缓存直接查数据库，这也是经常提的缓存命中率问题。
解决的办法就是：如果查询数据库也为空，直接设置一个默认值存放到缓存，这样第二次到缓冲中获取就有值了，而不会继续访问数据库，这种办法最简单粗暴。
把空结果，也给缓存起来，这样下次同样的请求就可以直接返回空了，即可以避免当查询的值为空时引起的缓存穿透。同时也可以单独设置个缓存区域存储空值，对要查询的key进行预先校验，然后再放行给后面的正常缓存处理逻辑。
查询查不到的数据，在缓存中没有，而直接走了数据库！ 反反复复的去这么做就崩溃了哦
Redis穿透：
4没有，redis中没有，然后去DB查询，会导致雪崩效应。称之为 穿透效应。
穿透 产生的原因：客户端随机生成不同的key，在redis缓存中没有该数据，数据库也没有该数据。这样的话可能导致一直发生jdbc连接
解决方案：
1、通过网关判断客户端传入对应key的规则，不符合数据库查询规则，直接返回空
2、如果使用的key数据库查询不到的话，直接在redis中存一份null结果。
在存入id为4的数据库的时候，直接清除对应redis为4的缓存（此时是空哈）
废话不多说，上代码：
pom：
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.toov5.architect</groupId>
<artifactId>architect</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.0.0.RELEASE</version>
</parent>
<dependencies>
<!-- SpringBoot 对lombok 支持 -->
<dependency>
<groupId>org.projectlombok</groupId>
<artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>
<!-- SpringBoot web 核心组件 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
</dependency>
<!-- SpringBoot 外部tomcat支持 -->
<dependency>
<groupId>org.apache.tomcat.embed</groupId>
<artifactId>tomcat-embed-jasper</artifactId>
</dependency>
<!-- springboot-log4j -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-log4j</artifactId>
<version>1.3.8.RELEASE</version>
</dependency>
<!-- springboot-aop 技术 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/commons-lang/commons-lang -->
<dependency>
<groupId>commons-lang</groupId>
<artifactId>commons-lang</artifactId>
<version>2.6</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.httpcomponents/httpclient -->
<dependency>
<groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
<artifactId>httpclient</artifactId>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.alibaba/fastjson -->
<dependency>
<groupId>com.alibaba</groupId>
<artifactId>fastjson</artifactId>
<version>1.2.47</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>javax.servlet</groupId>
<artifactId>jstl</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>taglibs</groupId>
<artifactId>standard</artifactId>
<version>1.1.2</version>
</dependency>
<!--开启 cache 缓存 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-cache</artifactId>
</dependency>
<!-- ehcache缓存 -->
<dependency>
<groupId>net.sf.ehcache</groupId>
<artifactId>ehcache</artifactId>
<version>2.9.1</version><!--$NO-MVN-MAN-VER$ -->
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.1</version>
</dependency>
<!-- mysql 依赖 -->
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
<!-- redis 依赖 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
</dependencies> </project>
service:
package com.toov5.service; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cache.ehcache.EhCacheCacheManager;
import org.springframework.stereotype.Component; import net.sf.ehcache.Cache;
import net.sf.ehcache.Element; @Component
public class EhCacheUtils { // @Autowired
// private CacheManager cacheManager;
@Autowired
private EhCacheCacheManager ehCacheCacheManager; // 添加本地缓存 (相同的key 会直接覆盖)
public void put(String cacheName, String key, Object value) {
Cache cache = ehCacheCacheManager.getCacheManager().getCache(cacheName);
Element element = new Element(key, value);
cache.put(element);
} // 获取本地缓存
public Object get(String cacheName, String key) {
Cache cache = ehCacheCacheManager.getCacheManager().getCache(cacheName);
Element element = cache.get(key);
return element == null ? null : element.getObjectValue();
} public void remove(String cacheName, String key) {
Cache cache = ehCacheCacheManager.getCacheManager().getCache(cacheName);
cache.remove(key);
} }
package com.toov5.service; import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component; @Component
public class RedisService { @Autowired
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
//这样该方法支持多种数据类型
public void set(String key , Object object, Long time){
//开启事务权限
stringRedisTemplate.setEnableTransactionSupport(true);
try {
//开启事务
stringRedisTemplate.multi(); String argString =(String)object; //强转下
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, argString); //成功就提交
stringRedisTemplate.exec();
} catch (Exception e) {
//失败了就回滚
stringRedisTemplate.discard(); }
if (object instanceof String ) { //判断下是String类型不
String argString =(String)object; //强转下
//存放String类型的
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, argString);
}
//如果存放Set类型
if (object instanceof Set) {
Set<String> valueSet =(Set<String>)object;
for(String string:valueSet){
stringRedisTemplate.opsForSet().add(key, string); //此处点击下源码看下 第二个参数可以放好多
}
}
//设置有效期
if (time != null) {
stringRedisTemplate.expire(key, time, TimeUnit.SECONDS);
} }
//做个封装
public void setString(String key, Object object){
String argString =(String)object; //强转下
//存放String类型的
stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, argString);
}
public void setSet(String key, Object object){
Set<String> valueSet =(Set<String>)object;
for(String string:valueSet){
stringRedisTemplate.opsForSet().add(key, string); //此处点击下源码看下 第二个参数可以放好多
}
} public String getString(String key){
return stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
} }
package com.toov5.service; import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; import com.toov5.entity.Users;
import com.toov5.mapper.UserMapper; import io.netty.util.internal.StringUtil; @Service
public class SnowslideService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
@Autowired
private RedisService redisService; private Lock lock = new ReentrantLock(); public String getUser01(Long id){
//定义key， key以当前的类名+方法名+id+参数值
String key = this.getClass().getName() + "-" + Thread.currentThread().getStackTrace()[1].getMethodName()
+ "-id:" + id;
//1查询redis
String username = redisService.getString(key);
if (!StringUtil.isNullOrEmpty(username)) {
return username;
}
String resultUsaerName = null;
try {
//开启锁
lock.lock();
Users user = userMapper.getUser(id);
if (username == null) {
return null;
}
resultUsaerName =user.getName();
redisService.setString(key, resultUsaerName);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}finally {
//释放锁
lock.unlock();
}
//3直接返回
return resultUsaerName;
} //穿透解决方案
public String getUser02(Long id){
//定义key， key以当前的类名+方法名+id+参数值
String key = this.getClass().getName() + "-" + Thread.currentThread().getStackTrace()[1].getMethodName()
+ "-id:" + id;
//1查询redis
System.out.println("查询redis缓存"+"key"+key+".resultUserName");
String username = redisService.getString(key);
if (!StringUtil.isNullOrEmpty(username)) {
return username;
}
String resultUsaerName = null;
//如果数据库中，没有对应的数据信息的时候
System.out.println("查询数据库：id"+id);
Users user = userMapper.getUser(id);
if (user == null) {
resultUsaerName="${null}"; //做个标记 客户端识别到后 提示下吧 }else {
resultUsaerName=user.getName();
}
System.out.println("写入redis缓存"+"key"+key+".resultUserName"+resultUsaerName);
redisService.setString(key, resultUsaerName); //3直接返回
return resultUsaerName;
} }
package com.toov5.service; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component; import com.alibaba.fastjson.JSONObject;
import com.toov5.entity.Users;
import com.toov5.mapper.UserMapper; import io.netty.util.internal.StringUtil; @Component
public class UserService {
@Autowired
private EhCacheUtils ehCacheUtils;
@Autowired
private RedisService redisService;
@Autowired
private UserMapper userMapper;
//定义个全局的cache名字
private String cachename ="userCache"; public Users getUser(Long id){
//先查询一级缓存 key以当前的类名+方法名+id+参数值
String key = this.getClass().getName() + "-" + Thread.currentThread().getStackTrace()[1].getMethodName()
+ "-id:" + id;
//查询一级缓存数据有对应值的存在 如果有 返回
Users user = (Users)ehCacheUtils.get(cachename, key);
if (user != null) {
System.out.println("key"+key+",直接从一级缓存获取数据"+user.toString());
return user;
}
//一级缓存没有对应的值存在,接着查询二级缓存
// redis存对象的方式 json格式 然后反序列号
String userJson = redisService.getString(key);
//如果rdis缓存中有这个对应的值，修改一级缓存 最下面的会有的 相同会覆盖的
if (!StringUtil.isNullOrEmpty(userJson)) { //有 转成json
JSONObject jsonObject = new JSONObject();//用的fastjson
Users resultUser = jsonObject.parseObject(userJson,Users.class);
ehCacheUtils.put(cachename, key, resultUser);
return resultUser;
}
//都没有 查询DB
Users user1 = userMapper.getUser(id);
if (user1 == null) {
return null;
}
//保证两级缓存有效期相同！？ 一级缓存时间-二级缓存执行的时间
//一级缓存时间 等于 二级缓存剩下的时间
//存放到二级缓存 redis中
redisService.setString(key, new JSONObject().toJSONString(user1));
//存放到一级缓存 Ehchache
ehCacheUtils.put(cachename, key, user1);
return user1;
} }
mapper
package com.toov5.mapper; import java.util.List; import org.apache.ibatis.annotations.Param;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;
import org.springframework.cache.annotation.CacheConfig;
import org.springframework.cache.annotation.Cacheable; import com.toov5.entity.Users;
//引入的jar包后就有了这个注解了 非常好用 （配置缓存的基本信息）
@CacheConfig(cacheNames={"userCache"}) //缓存的名字 整个类的
public interface UserMapper {
@Select("SELECT ID ,NAME,AGE FROM users where id=#{id}")
@Cacheable //让这个方法实现缓存 查询完毕后 存入到缓存中 不是每个方法都需要缓存呀！save()就不用了吧
Users getUser(@Param("id") Long id);
}
entity
package com.toov5.entity; import java.io.Serializable; import lombok.Data; @Data
public class Users implements Serializable{
private String name;
private Integer age;
}
controller
package com.toov5.controller; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import com.toov5.service.SnowslideService; @RestController
public class UserRedisController {
@Autowired
private SnowslideService snowslideService; @RequestMapping("/getUser02")
public String getUser02(Long id){
return snowslideService.getUser02(id);
} }
package com.toov5.controller; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import com.toov5.entity.Users;
import com.toov5.service.UserService; @RestController
public class IndexController {
@Autowired
private UserService userService; @RequestMapping("/userId")
public Users getUserId(Long id){
return userService.getUser(id);
} }
启动类
package com.toov5.app; import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cache.annotation.EnableCaching; @EnableCaching //开启缓存
@MapperScan(basePackages={"com.toov5.mapper"})
@SpringBootApplication(scanBasePackages={"com.toov5.*"})
public class app {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(app.class, args);
} }
yml
###端口号配置
server:
port: 8080
###数据库配置
spring:
datasource:
url: jdbc:mysql://localhost:3306/test
username: root
password: root
driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
test-while-idle: true
test-on-borrow: true
validation-query: SELECT 1 FROM DUAL
time-between-eviction-runs-millis: 300000
min-evictable-idle-time-millis: 1800000
# 缓存配置读取
cache:
type: ehcache
ehcache:
config: classpath:app1_ehcache.xml
redis:
database: 0
jedis:
pool:
max-active: 8
max-wait: -1
max-idle: 8
min-idle: 0
timeout: 10000
cluster:
nodes:
- 192.168.91.5:9001
- 192.168.91.5:9002
- 192.168.91.5:9003
- 192.168.91.5:9004
- 192.168.91.5:9005
- 192.168.91.5:9006
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ehcache xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:noNamespaceSchemaLocation="http://ehcache.org/ehcache.xsd"> <diskStore path="java.io.tmpdir/ehcache-rmi-4000" /> <!-- 默认缓存 -->
<defaultCache maxElementsInMemory="1000" eternal="true"
timeToIdleSeconds="120" timeToLiveSeconds="120" overflowToDisk="true"
diskSpoolBufferSizeMB="30" maxElementsOnDisk="10000000"
diskPersistent="true" diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
memoryStoreEvictionPolicy="LRU">
</defaultCache> <!-- demo缓存 --><!-- name="userCache" 对应我们在 @CacheConfig(cacheNames={"userCache"}) ！！！！！ -->
<!--Ehcache底层也是用Map集合实现的 -->
<cache name="userCache" maxElementsInMemory="1000" eternal="false"
timeToIdleSeconds="120" timeToLiveSeconds="120" overflowToDisk="true"
diskSpoolBufferSizeMB="30" maxElementsOnDisk="10000000"
diskPersistent="false" diskExpiryThreadIntervalSeconds="120"
memoryStoreEvictionPolicy="LRU"> <!-- LRU缓存策略 -->
<cacheEventListenerFactory
class="net.sf.ehcache.distribution.RMICacheReplicatorFactory" />
<!-- 用于在初始化缓存，以及自动设置 -->
<bootstrapCacheLoaderFactory
class="net.sf.ehcache.distribution.RMIBootstrapCacheLoaderFactory" />
</cache>
</ehcache>
再加一个拦截
运行结果：
把空结果，也给缓存起来，这样下次同样的请求就可以直接返回空了，即可以避免当查询的值为空时引起的缓存穿透。同时也可以单独设置个缓存区域存储空值，对要查询的key进行预先校验，然后再放行给后面的正常缓存处理逻辑。
注意：再给对应的ip存放真值的时候，需要先清除对应的之前的空缓存。
补充热点key
热点key:某个key访问非常频繁，当key失效的时候有打量线程来构建缓存，导致负载增加，系统崩溃。
解决办法：
①使用锁，单机用synchronized,lock等，分布式用分布式锁。
②缓存过期时间不设置，而是设置在key对应的value里。如果检测到存的时间超过过期时间则异步更新缓存。
③在value设置一个比过期时间t0小的过期时间值t1，当t1过期的时候，延长t1并做更新缓存操作。
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