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Redis缓存过期导致并发请求穿透至数据库
高并发下,多个请求同时访问一条数据,由于缓存已经过期,而查询数据库需要一定时间,故在查询数据期间会有大量并发请求同时穿透至数据库

目前高并发项目会在数据库之上引入数据缓存:

1. 缓存雪崩,什么是雪崩效应?

        缓存雪崩可能是因为数据未加载到缓存中,或者缓存同一时间大面积的失效,从而导致所有请求都去查数据库,导致数据库CPU和内存负载过高,甚至宕机。

       我的理解的雪崩效应是在分层服务调用的系统中,当一个较为基础的服务a因某种原因不可用,导致其调用服务b,c也不可用,而b的不可用又导致其调用服务e,f的不可用,不可用的服务就好像滚雪球一样越滚越大,最后导致系统出现严重故障。我们称之为雪崩效应。如图。


以此为例,当数据库主备都不可用时,将导致其调用服务的关联失效(红色组件)


2.基于redis数据过时失效的策略,在缓存过期的短时间内存在数据库短暂压力问题,如下:


为解决上述问题(主要是后者),可采用一下解决方案如下:


这里我们以两个键值对的缓存代替之前的一个,将缓存时间(key-time),和缓存数据(key-data)分离,这样

1.当缓存过期时,第一个线程发现key-time没有,则先更新key-time,

2.然后去查询数据库(或任何比较耗时的数据查询方式),并更新key-data的值,

3.当后续线程来获取数据时,虽然第一个还没有从数据库查完并更新缓存,但发现key-time存在,会获取旧的数据。


虽然按这种方式获取的数据中c类型的数据为旧数据,但可以做到:

在缓存过期时不至于在短时间内对数据库造成较高压力(解决第2个问题)。

在数据库不可用,同时缓存过期的时候,其调用服务皆不可用,造成连锁反应,而已该解决方式,则可以返回过期数据,为修复数据库赢得宝贵时间(缓解雪崩效应)


示例代码:

Redis 获取数据
public static String get(String key) {
      Jedis jedis = null;
      int redisIndex = RedisUtils.getRedisIndex(key);
      try {
         jedis = getRedis(redisIndex);
         jedis.select(1);
         // 缓存过期  && 获取锁成功
// setnx:原子操作,如果不存在则设置值,并返回1。如果缓存存在,则返回0,设置缓存失败
         if(jedis.setnx("lock_"+key, System.currentTimeMillis()+"")==1){
            /**
             *  将锁的有效时间设为60s,在60s内如果查询数据库成功,则更新该锁的失效时间=缓存时间。
             *  如果60s内出现异常,则60s后第一个请求又会去访问数据库...
             *  返回null表示没有查询到数据库,外层代码会通过数据库获取数据
             */
            jedis.expire("lock_"+key, 60);
            return null;
         }
         // (缓存未过期) || (缓存过期,但是获取锁失败) then 返回旧的数据
         else{
            jedis.select(0);
            return jedis.get(key);
         }
      } catch (JedisException e) {
         if (jedis != null) {
            returnBrokenResource(jedis, redisIndex);
            // 避免在finally中再次关闭reids
            jedis = null;
         }
         throw e;
      } finally {
         if (jedis != null) {
            returnResource(jedis, redisIndex);
         }
      }
   }

Redis 缓存数据
public static boolean set(String key, String value, int seconds) {
      Jedis jedis = null;
      int redisIndex = RedisUtils.getRedisIndex(key);
      try {
         jedis = getRedis(redisIndex);
         if (seconds > 0){
            // 添加缓存,缓存有效时间=真实时间+1天
            jedis.setex(key, seconds + 60 * 60 *24 , value);
            jedis.select(1);
            // 添加缓存锁,有效时间 =真实时间
            jedis.setex("lock_" + key, seconds, System.currentTimeMillis()+"");
         }else{
            jedis.set(key, value);
            jedis.select(1);
            jedis.set("lock_" + key, System.currentTimeMillis()+"");
         }
         return true;
      } catch (JedisException e) {
         if (jedis != null) {
            returnBrokenResource(jedis, redisIndex);
            // 避免在finally中再次关闭reids
            jedis = null;
         }
         throw e;
      } finally {
         if (jedis != null) {
            returnResource(jedis, redisIndex);
         }
      }
   }





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