分布式缓存Redis运用场景

1. 页面缓存

Redis可将Web页面的内容片段，包括HTML，CSS和图片等静态数据，缓存到Redis实例，提高网站的访问性能。

比如在电商类应用中，热销商品展示、秒杀推荐等数据面临高并发读的压力，分布式缓存Redis的高并发及灵活扩展，可轻松支持此类应用。

2. 状态缓存

Redis可将Session会话状态及应用横向扩展时的状态数据等缓存到DCS实例，实现状态数据共享。在应对游戏应用中爆发式增长的玩家数据存储和读写请求时，使用分布式缓存Redis可通过将热点数据放入缓存，加快用户端访问速度，提升用户体验。

3. 应用对象缓存

Redis可作为服务层的二级缓存对外提供服务，减轻数据库的负载压力，加速应用访问。

4. 事件缓存

Redis可提供针对事件流的连续查询（continuous query）处理技术，满足实时性需求。

Redis缓存问题

在高并发的业务场景下，数据库大多数情况都是用户并发访问最薄弱的环节。所以，就需要使用redis做一个缓冲操作，让请求先访问到redis，而不是直接访问Mysql等数据库。这样可以大大缓解数据库的压力。缓存问题如下：

缓存穿透
缓存穿击
缓存雪崩
缓存污染
缓存同步（缓存和数据库一致性）

缓存穿透

问题描述

缓存穿透是指缓存和数据库中都没有数据，而用户不断发起请求则这些请求会穿过缓存直接访问数据库，如发起为id为“-1”的数据或id为特别大不存在的数据。假如有恶意攻击，就可以利用这个漏洞，对数据库造成压力，甚至压垮数据库。

解决方案

应对缓存穿透的方案，常见的方案有三种。

第一种方案，非法请求的限制；
第二种方案，缓存空值或者默认值；
第三种方案，使用布隆过滤器快速判断数据是否存在，避免通过查询数据库来判断数据是否存在；

针对后端，此处采用方案二

缓存空对象：当存储层不命中时，创建空对象并将其缓存起来，同时会设置一个过期时间（避免控制占用更多的存储空间），之后再访问这个数据将会从缓存中获取，保护了后端数据源；

/**
	 * 查询商品信息
	 * @param itemId
	 * @return
	 */
	@Override
	public TbItem selectItemInfo(Long itemId) {
		//查询缓存
		TbItem tbItem = (TbItem) redisClient.get(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ BASE);
		if(tbItem!=null){
			return tbItem;
		}

		tbItem = tbItemMapper.selectByPrimaryKey(itemId);
		/********************解决缓存穿透************************/
		if(tbItem == null){
			//把空对象保存到缓存
			redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ BASE,new TbItem());
			//设置缓存的有效期
			redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ BASE,30);
			return tbItem;
		}
		//把数据保存到缓存
		redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ BASE,tbItem);
		//设置缓存的有效期
		redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ BASE,ITEM_INFO_EXPIRE);
		return tbItem;
	}

	/**
	 * 根据商品 ID 查询商品介绍
	 * @param itemId
	 * @return
	 */
	@Override
	public TbItemDesc selectItemDescByItemId(Long itemId) {
		//查询缓存
		TbItemDesc tbItemDesc = (TbItemDesc) redisClient.get(
            	ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ DESC);
		if(tbItemDesc!=null){
			return tbItemDesc;
		}

		TbItemDescExample example = new TbItemDescExample();
		TbItemDescExample.Criteria criteria = example.createCriteria();
		criteria.andItemIdEqualTo(itemId);
		List<TbItemDesc> itemDescList =
				this.tbItemDescMapper.selectByExampleWithBLOBs(example);
		if(itemDescList!=null && itemDescList.size()>0){
			//把数据保存到缓存
			redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ DESC,itemDescList.get(0));
			//设置缓存的有效期
			redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ DESC,ITEM_INFO_EXPIRE);
			return itemDescList.get(0);
		}
		/********************解决缓存穿透************************/
		//把空对象保存到缓存
		redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ DESC,new TbItemDesc());
		//设置缓存的有效期
		redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":"+ DESC,30);
		return null;
	}

缓存击穿

问题描述

缓存击穿，是指一个key非常热点，在不停的扛着大并发，大并发集中对一个key不停进行访问，当这个key在失效的瞬间，持续的大并发就穿破缓存，直接请求数据库，就像在一个屏障上凿开了一个洞。

解决方案

分布式锁：

设置热点数据永远不过期，由后台异步更新缓存，或者在热点数据准备要过期前，提前通知后台线程更新缓存以及重新设置过期时间
加分布式锁，保证同一时间只有一个业务线程更新缓存，未能获取互斥锁的请求，要么等待锁释放后重新读取缓存，要么就返回空值或者默认值。
- 释放锁 del(lockKey)
- 业务处理失败 expire(loclKey)

application.yml

#分布式锁
SETNX_LOCK_BASC: SETNX_LOCK_BASC
SETNX_LOCK_DESC: SETNX_LOCK_DESC
SETNX_LOCK_PARAM: SETNX_LOCK_PARAM

service-ItemServiceImpl

/**
 * 查询商品信息
 * @param itemId
 * @return
 */
   @Override
   public TbItem selectItemInfo(Long itemId){
       //1、先查询redis,如果有直接返回
       TbItem tbItem = (TbItem) redisClient.get(ITEM_INFO+":"+itemId+":"+BASE);
       if(tbItem!=null){
           return tbItem;
       }
       /*****************解决缓存击穿***************/
       if(redisClient.setnx(SETNX_LOCK_BASC+":"+itemId,itemId,5L)){
           //2、再查询mysql,并把查询结果缓存到redis,并设置失效时间
           tbItem = tbItemMapper.selectByPrimaryKey(itemId);

           /*****************解决缓存穿透*****************/
           if(tbItem!=null){
               redisClient.set(ITEM_INFO+":"+itemId+":"+BASE,tbItem);
               redisClient.expire(ITEM_INFO+":"+itemId+":"+BASE,ITEM_INFO_EXPIRE);
           }else{
               redisClient.set(ITEM_INFO+":"+itemId+":"+BASE,new TbItem());
               redisClient.expire(ITEM_INFO+":"+itemId+":"+BASE,30L);
           }
           redisClient.del(SETNX_LOCK_BASC+":"+itemId);
           return tbItem;
       }else{
           try {
               Thread.sleep(1000);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
          return selectItemInfo(itemId);
       }
   }
/**
 * 根据商品 ID 查询商品介绍
 * @param itemId
 * @return
 */
   @Override
   public TbItemDesc selectItemDescByItemId(Long itemId) {
       //1、先查询redis,如果有直接返回
       TbItemDesc tbItemDesc = (TbItemDesc) redisClient.get(ITEM_INFO + ":" + itemId + 
                                                            ":" + DESC);
       if(tbItemDesc!=null){
           return tbItemDesc;
       }
       if(redisClient.setnx(SETNX_DESC_LOCK_KEY+":"+itemId,itemId,30L)){
           //2、再查询mysql,并把查询结果缓存到redis,并设置失效时间
           tbItemDesc = tbItemDescMapper.selectByPrimaryKey(itemId);

           if(tbItemDesc!=null){
               redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":" + DESC,tbItemDesc);
               redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":" + 
                                  DESC,ITEM_INFO_EXPIRE);

           }else{
               redisClient.set(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":" + DESC,new TbItemDesc());
               redisClient.expire(ITEM_INFO + ":" + itemId + ":" + DESC,30L);
           }
           redisClient.del(SETNX_DESC_LOCK_KEY+":"+itemId);
           return tbItemDesc;
       }else{
           try {
               Thread.sleep(1000);
           } catch (InterruptedException e) {
               e.printStackTrace();
           }
           return selectItemDescByItemId(itemId);
       }
   }