Springboot黑马点评——缓存

1 缓存初识与简单实现

1.1 根据商铺id的缓存查询

基础缓存实现：

考虑到有数据会同时存在于数据库和缓存中，所以：
Q:数据库和缓存的数据一致性问题？
A:三种缓存更新策略用来解决一致性问题

1.2 缓存更新策略的选择

• 第一种：内存淘汰
  
• 第二种：超时剔除
  
• 第三种：主动更新（自行编码）
  

1.2.1 主动更新策略：三种写缓存

一般主动更新策略最通用，主动更新策略又有三种写缓存的方式：

一般使用第一种主动更新策略
即 调用者对缓存和数据库的一致性的操作编码 两者同时操作
同时我们需要考虑以下三点问题：

选择更新数据库删除缓存 避免更多的无效写操作
选择先操作数据库再删除缓存

• 不同场景对于缓存更新策略的选择
  

2 缓存穿透与缓存击穿问题的解决方案

2.1 缓存穿透

常见的解决方法有两种：

• 缓存空对象
  
  
• 布隆过滤
  
  

2.1.1 缓存穿透解决方案

像1.1那样读取数据：
先查Redis->Redis命中则转换存储格式返回
->Redis未命中则到数据库中查找
->数据库未命中则返回404数据不存在
->数据库命中则将数据转换存储格式写入Redis
(即下图的流程图）

存在缓存穿透的风险：若有恶意查询不存在数据的请求频繁插入，将会给数据库查询带来很大压力

解决缓存穿透的方法：

• 若从数据库查询为空，则将该空值存入Redis中
  （设置有效时间为2分钟，以防止内存大量置空消耗）
• 在Redis中置空的店铺在下一次用户查找时，非正常返回不存在错误信息而不是用户实体
  
  

2.2 缓存雪崩

2.3 缓存击穿

满足两个条件：高并发访问的热点数据/缓存重建业务很复杂
多个线程同时访问，而此时该业务的缓存数据已失效
则对数据库的持续查询造成很大负担且需要轮询等待

解决缓存击穿的两种方法：

• 互斥锁
• 逻辑过期

2.4 实现缓存击穿解决思路

2.4.1 使用简易互斥锁（redis中的SETNX方法)

2.4.2 使用逻辑过期时间

逻辑锁：
前提条件：当前查询的对象属于热点key，例如属于当前活动或折扣商品，所以后台会在初始阶段将该热点数据存入Redis中（封装+逻辑过期时间），请求大概率会直接命中
简单来说就是 将过期时间封装在键值中作为该对象的逻辑过期时间(logic expiretime) 而存入Redis时不给该键值设置expiretime 对外显示为永久生效的键值
在命中该键值时->无论过期时间是否到期->统一将当前(旧)数据返回给前端->
->如果过期时间已到期->开启独立线程 重新从数据库中载入
->尝试获取互斥锁（和互斥锁逻辑相同)

【知识点】：
开启独立线程 借助 java的线程池来实现：
线程池是一种常用的并发编程工具，它允许我们有效地管理和控制并发任务的执行。newFixedThreadPool方法接受一个整数参数，表示线程池中的线程数量。一旦线程池创建完成，我们就可以使用ExecutorService接口的方法来提交任务到线程池中执行。

ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(5);
executorService.submit(() -> {...提交至线程池中执行的内容})

newFixedThreadPool默认使用无界队列（LinkedBlockingQueue）来保存等待执行的任务。这意味着如果线程池中的线程都在忙碌状态，新提交的任务将一直排队等待，而不会立即被拒绝。然而，这也可能导致队列中的任务数量无限制增长，从而消耗过多的内存资源。因此，在实际应用中，我们可以考虑使用有界队列来限制队列的最大容量，当队列满时，新提交的任务将被拒绝执行。
在应用程序结束时，我们需要确保正确地关闭线程池，以释放系统资源。ExecutorService接口提供了shutdown和shutdownNow两个方法来关闭线程池。
1）shutdown方法用于启动线程池的关闭序列。已经提交的任务将继续执行，但新的任务将不再接受。当所有任务都执行完毕后，线程池中的线程将自动终止。
2）shutdownNow方法尝试停止所有正在执行的任务，并返回等待执行的任务列表。与shutdown方法不同，shutdownNow方法并不保证能够停止所有正在执行的任务，但它会尝试中断正在执行的任务。