秒懂缓存击穿妙招:互斥锁+逻辑过期,一条龙解决!
2023-05-03 02:35:20
缓存击穿:不容小觑的缓存系统难题
简介
在缓存系统中,缓存击穿是一个让人头疼的问题。当缓存中没有数据,并且多个请求同时到达时,就会导致缓存击穿。为了解决这个问题,业界提出了两种行之有效的解决方案:互斥锁和逻辑过期。
互斥锁:为每个 key 加把锁
互斥锁的原理很简单,就是在缓存中为每个 key 加一把锁。当一个请求来的时候,先尝试获取锁,如果获取成功,则继续执行;如果获取失败,则等待一段时间再重试。这样,就可以防止多个请求同时访问同一个 key,从而导致缓存击穿。
代码示例:
public class CacheWithMutexLock {
private ConcurrentMap<String, Object> cache = new ConcurrentHashMap<>();
private Lock lock = new ReentrantLock();
public Object get(String key) {
Object value = cache.get(key);
if (value == null) {
lock.lock();
try {
value = cache.get(key);
if (value == null) {
value = loadFromDB(key);
cache.put(key, value);
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
return value;
}
private Object loadFromDB(String key) {
// 从数据库中加载数据
return null;
}
}
逻辑过期:给缓存数据设置一个过期时间
逻辑过期是指给缓存数据设置一个过期时间。当缓存数据过期后,就会被自动删除。这样,就可以防止缓存数据一直存在,从而导致缓存击穿。
代码示例:
public class CacheWithLogicalExpiration {
private ConcurrentMap<String, ExpiringValue> cache = new ConcurrentHashMap<>();
public Object get(String key) {
ExpiringValue value = cache.get(key);
if (value == null || value.isExpired()) {
Object newValue = loadFromDB(key);
cache.put(key, new ExpiringValue(newValue, 10000));
}
return value.getValue();
}
private Object loadFromDB(String key) {
// 从数据库中加载数据
return null;
}
private class ExpiringValue {
private Object value;
private long expirationTime;
public ExpiringValue(Object value, long expirationTime) {
this.value = value;
this.expirationTime = expirationTime;
}
public Object getValue() {
return value;
}
public boolean isExpired() {
return System.currentTimeMillis() > expirationTime;
}
}
}
两种解决方案的优缺点
这两种解决方案各有优缺点。互斥锁的优点是简单易用,缺点是可能会导致性能下降。逻辑过期的优点是不会导致性能下降,缺点是需要额外维护过期时间。
选择合适的解决方案
在实际使用中,可以根据不同的情况选择合适的解决方案。如果对性能要求不高,可以使用互斥锁;如果对性能要求较高,可以使用逻辑过期。
示例:电商网站的缓存击穿
为了帮助你更好地理解这两种解决方案,我们来看一个具体的案例。假设有一个电商网站,在双十一期间,大量的用户涌入网站,导致缓存击穿。为了解决这个问题,可以使用互斥锁或逻辑过期。
如果使用互斥锁,可以在缓存中为每个商品的库存量加一把锁。当一个用户请求商品库存时,先尝试获取锁,如果获取成功,则继续执行;如果获取失败,则等待一段时间再重试。这样,就可以防止多个用户同时访问同一个商品的库存量,从而导致缓存击穿。
如果使用逻辑过期,可以在缓存中为每个商品的库存量设置一个过期时间。当商品的库存量发生变化时,就更新缓存中的数据,并重置过期时间。这样,就可以防止缓存数据一直存在,从而导致缓存击穿。
在实际测试中,互斥锁的性能比逻辑过期要差一些。但是,互斥锁的优点是简单易用,缺点是可能会导致性能下降。逻辑过期的优点是不会导致性能下降,缺点是需要额外维护过期时间。
结论
缓存击穿是一个常见的问题,可以使用互斥锁或逻辑过期来解决。在实际使用中,可以根据不同的情况选择合适的解决方案。
常见问题解答
- 什么是缓存击穿?
当缓存中没有数据,并且多个请求同时到达时,就会导致缓存击穿。 - 互斥锁是如何工作的?
互斥锁为每个缓存 key 加一把锁,防止多个请求同时访问同一个 key。 - 逻辑过期是如何工作的?
逻辑过期给缓存数据设置一个过期时间,当数据过期后会被自动删除。 - 互斥锁和逻辑过期哪个更好?
互斥锁简单易用,但可能会导致性能下降;逻辑过期不会导致性能下降,但需要额外维护过期时间。 - 在实际应用中如何选择合适的解决方案?
如果对性能要求不高,可以使用互斥锁;如果对性能要求较高,可以使用逻辑过期。