缓存击穿的解决方案

一.什么样的数据适合缓存?

二.什么是缓存击穿

三.缓存击穿的解决办法

方案一

 　　后台定义一个job(定时任务)专门主动更新缓存数据.比如,一个缓存中的数据过期时间是30分钟,那么job每隔29分钟定时刷新数据(将从数据库中查到的数据更新到缓存中).

• 这种方案比较容易理解，但会增加系统复杂度。比较适合那些 key 相对固定,cache 粒度较大的业务，key 比较分散的则不太适合，实现起来也比较复杂。

方案二

 　　　　将缓存key的过期时间(绝对时间)一起保存到缓存中(可以拼接,可以添加新字段,可以采用单独的key保存..不管用什么方式,只要两者建立好关联关系就行).在每次执行get操作后,都将get出来的缓存过期时间与当前系统时间做一个对比,如果缓存过期时间-当前系统时间<=1分钟(自定义的一个值),则主动更新缓存.这样就能保证缓存中的数据始终是最新的(和方案一一样,让数据不过期.)

• 这种方案在特殊情况下也会有问题。假设缓存过期时间是12:00，而 11:59 
  到 12:00这 1 分钟时间里恰好没有 get 请求过来，又恰好请求都在 11:30 分的时 
  候高并发过来，那就悲剧了。这种情况比较极端，但并不是没有可能。因为“高 
  并发”也可能是阶段性在某个时间点爆发。

方案三

 　　采用 L1 (一级缓存)和 L2(二级缓存) 缓存方式，L1 缓存失效时间短，L2 缓存失效时间长。 请求优先从 L1 缓存获取数据，如果 L1缓存未命中则加锁，只有 1 个线程获取到锁,这个线程再从数据库中读取数据并将数据再更新到到 L1 缓存和 L2 缓存中，而其他线程依旧从 L2 缓存获取数据并返回。

• 这种方式，主要是通过避免缓存同时失效并结合锁机制实现。所以，当数据更 
  新时，只能淘汰 L1 缓存，不能同时将 L1 和 L2 中的缓存同时淘汰。L2 缓存中 
  可能会存在脏数据，需要业务能够容忍这种短时间的不一致。而且，这种方案 
  可能会造成额外的缓存空间浪费。

方案四

 加锁

方法1

1

1. // 方法1:
2.  
   public synchronized List<String> getData01() {
3.  
   List<String> result = new ArrayList<String>();
4.  
   // 从缓存读取数据
5.  
   result = getDataFromCache();
6.  
   if (result.isEmpty()) {
7.  
   // 从数据库查询数据
8.  
   result = getDataFromDB();
9.  
   // 将查询到的数据写入缓存
10.  
    setDataToCache(result);
11.  
    }
12.  
    return result;
13.  
    }

 

• 这种方式确实能够防止缓存失效时高并发到数据库,但是缓存没有失效的时候,在从缓存中拿数据时需要排队取锁,这必然会大大的降低了系统的吞吐量.

方法2

• 1. static Object lock = new Object();
  2.  
      
  3.  
     public List<String> getData02() {
  4.  
     List<String> result = new ArrayList<String>();
  5.  
     // 从缓存读取数据
  6.  
     result = getDataFromCache();
  7.  
     if (result.isEmpty()) {
  8.  
     synchronized (lock) {
  9.  
     // 从数据库查询数据
  10.  
      result = getDataFromDB();
  11.  
      // 将查询到的数据写入缓存
  12.  
      setDataToCache(result);
  13.  
      }
  14.  
      }
  15.  
      return result;
  16.  
      }

• 这个方法在缓存命中的时候,系统的吞吐量不会受影响,但是当缓存失效时,请求还是会打到数据库,只不过不是高并发而是阻塞而已.但是,这样会造成用户体验不佳,并且还给数据库带来额外压力.

方法3

1. public List<String> getData03() {
2.  
   List<String> result = new ArrayList<String>();
3.  
   // 从缓存读取数据
4.  
   result = getDataFromCache();
5.  
   if (result.isEmpty()) {
6.  
   synchronized (lock) {
7.  
   //双重判断,第二个以及之后的请求不必去找数据库,直接命中缓存
8.  
   // 查询缓存
9.  
   result = getDataFromCache();
10.  
    if (result.isEmpty()) {
11.  
    // 从数据库查询数据
12.  
    result = getDataFromDB();
13.  
    // 将查询到的数据写入缓存
14.  
    setDataToCache(result);
15.  
    }
16.  
    }
17.  
    }
18.  
    return result;
19.  
    }

• 1

 

方法4

• 1. static Lock reenLock = new ReentrantLock();
  2.  
      
  3.  
     public List<String> getData04() throws InterruptedException {
  4.  
     List<String> result = new ArrayList<String>();
  5.  
     // 从缓存读取数据
  6.  
     result = getDataFromCache();
  7.  
     if (result.isEmpty()) {
  8.  
     if (reenLock.tryLock()) {
  9.  
     try {
  10.  
      System.out.println("我拿到锁了,从DB获取数据库后写入缓存");
  11.  
      // 从数据库查询数据
  12.  
      result = getDataFromDB();
  13.  
      // 将查询到的数据写入缓存
  14.  
      setDataToCache(result);
  15.  
      } finally {
  16.  
      reenLock.unlock();// 释放锁
  17.  
      }
  18.  
       
  19.  
      } else {
  20.  
      result = getDataFromCache();// 先查一下缓存
  21.  
      if (result.isEmpty()) {
  22.  
      System.out.println("我没拿到锁,缓存也没数据,先小憩一下");
  23.  
      Thread.sleep(100);// 小憩一会儿
  24.  
      return getData04();// 重试
  25.  
      }
  26.  
      }
  27.  
      }
  28.  
      return result;
  29.  
      }

• 最后使用互斥锁的方式来实现，可以有效避免前面几种问题.