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news 2025/7/13 7:40:03

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一、整合redis

1、介紹

1.1、redis（Remote Dictionary Server）

1.2、MySQL

1.3、區(qū)別

2、整合

2.1、配置

2.2、文件配置

2.3、key的生成規(guī)則方法

2.4、注意

二、redis注解式緩存

1、@Cacheable注解

2、@CachePut注解

3、@CacheEvict注解

4、應用場景

三、redis擊穿穿透雪崩

1、擊穿（Cache Miss）

2、穿透（Cache Penetration）

3、雪崩（Cache Avalanche）

一、整合redis

1、介紹

1.1、redis（Remote Dictionary Server）

Redis是一種基于內(nèi)存的鍵值存儲系統(tǒng)，它將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，因此讀寫速度非常快。
Redis支持多種數(shù)據(jù)結構，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，這使得Redis適用于各種應用場景，如緩存、消息隊列、計數(shù)器等。
Redis具有高可用性和可擴展性，支持主從復制和分片，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和負載均衡。
Redis的持久化方式有RDB（快照）和AOF（日志追加），可以將數(shù)據(jù)持久化到磁盤，保證數(shù)據(jù)的安全性。

1.2、MySQL

MySQL是一種關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使用標準的SQL語言進行數(shù)據(jù)操作。
MySQL將數(shù)據(jù)存儲在磁盤上，因此相對于Redis來說，讀寫速度較慢。
MySQL支持事務處理和復雜的查詢，適用于需要處理結構化數(shù)據(jù)的應用，如網(wǎng)站、電子商務等。
MySQL具有較高的穩(wěn)定性和成熟度，支持ACID特性（原子性、一致性、隔離性、持久性），可以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

1.3、區(qū)別

redis是nosql數(shù)據(jù)庫

MySQL是sql數(shù)據(jù)庫

更一步的理解：

存儲方式：Redis將數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)存中，而MySQL將數(shù)據(jù)存儲在磁盤中。
數(shù)據(jù)結構：Redis支持多種數(shù)據(jù)結構，MySQL使用表格和關系進行數(shù)據(jù)存儲。
讀寫性能：由于Redis使用內(nèi)存存儲，讀寫速度較快，而MySQL較慢。
功能特性：Redis適用于緩存和實時數(shù)據(jù)處理，MySQL適用于結構化數(shù)據(jù)的存儲和復雜查詢。
ACID特性：MySQL支持事務處理和ACID特性，而Redis在默認情況下不支持事務處理。
持久化方式：Redis可以將數(shù)據(jù)持久化到磁盤，MySQL具有多種持久化方式，如日志文件和復制。

2、整合

2.1、配置

創(chuàng)建ssm的項目，在配置文件的pom文件添加

<redis.version>2.9.0</redis.version>
<redis.spring.version>1.7.1.RELEASE</redis.spring.version><dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>${redis.version}</version>
</dependency>
<dependency><groupId>org.springframework.data</groupId><artifactId>spring-data-redis</artifactId><version>${redis.spring.version}</version>
</dependency>

2.2、文件配置

編寫一個配置文件redis.properties,在我們的resources包里面。

redis.hostName：對應的IP地址
redis.port：對應的端口號
redis.password：對應的redis連接的密碼
redis.hostName=localhsot
redis.port=6379
redis.password=123456
redis.timeout=10000
redis.maxIdle=300
redis.maxTotal=1000
redis.maxWaitMillis=1000
redis.minEvictableIdleTimeMillis=300000
redis.numTestsPerEvictionRun=1024
redis.timeBetweenEvictionRunsMillis=30000
redis.testOnBorrow=true
redis.testWhileIdle=true
redis.expiration=3600

spring-redis.xml里面包含了

添加注冊
redis的連接池配置：對應的value值是redis.properties里面的配置
redis的的連接工廠：這里就用到了連接池的配置redis。
配置序列化：里面有string、json、hash的序列化器
配置key的生成

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xmlns:cache="http://www.springframework.org/schema/cache"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beanshttp://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsdhttp://www.springframework.org/schema/contexthttp://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsdhttp://www.springframework.org/schema/cachehttp://www.springframework.org/schema/cache/spring-cache.xsd"><!-- 1. 引入properties配置文件 --><!--<context:property-placeholder location="classpath:redis.properties" />--><!-- 2. redis連接池配置--><bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig"><!--最大空閑數(shù)--><property name="maxIdle" value="${redis.maxIdle}"/><!--連接池的最大數(shù)據(jù)庫連接數(shù)  --><property name="maxTotal" value="${redis.maxTotal}"/><!--最大建立連接等待時間--><property name="maxWaitMillis" value="${redis.maxWaitMillis}"/><!--逐出連接的最小空閑時間 默認1800000毫秒(30分鐘)--><property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="${redis.minEvictableIdleTimeMillis}"/><!--每次逐出檢查時 逐出的最大數(shù)目 如果為負數(shù)就是 : 1/abs(n), 默認3--><property name="numTestsPerEvictionRun" value="${redis.numTestsPerEvictionRun}"/><!--逐出掃描的時間間隔(毫秒) 如果為負數(shù),則不運行逐出線程, 默認-1--><property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="${redis.timeBetweenEvictionRunsMillis}"/><!--是否在從池中取出連接前進行檢驗,如果檢驗失敗,則從池中去除連接并嘗試取出另一個--><property name="testOnBorrow" value="${redis.testOnBorrow}"/><!--在空閑時檢查有效性, 默認false  --><property name="testWhileIdle" value="${redis.testWhileIdle}"/></bean><!-- 3. redis連接工廠 --><bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory"destroy-method="destroy"><property name="poolConfig" ref="poolConfig"/><!--IP地址 --><property name="hostName" value="${redis.hostName}"/><!--端口號  --><property name="port" value="${redis.port}"/><!--如果Redis設置有密碼  --><property name="password" value="${redis.password}"/><!--客戶端超時時間單位是毫秒  --><property name="timeout" value="${redis.timeout}"/></bean><!-- 4. redis操作模板,使用該對象可以操作redishibernate課程中hibernatetemplete，相當于session，專門操作數(shù)據(jù)庫。--><bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate"><property name="connectionFactory" ref="connectionFactory"/><!--如果不配置Serializer，那么存儲的時候缺省使用String，如果用User類型存儲，那么會提示錯誤User can't cast to String！！  --><property name="keySerializer"><bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/></property><property name="valueSerializer"><bean class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/></property><property name="hashKeySerializer"><bean class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"/></property><property name="hashValueSerializer"><bean class="org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer"/></property><!--開啟事務  --><property name="enableTransactionSupport" value="true"/></bean><!--  5.配置緩存管理器  --><bean id="redisCacheManager" class="org.springframework.data.redis.cache.RedisCacheManager"><constructor-arg name="redisOperations" ref="redisTemplate"/><!--redis緩存數(shù)據(jù)過期時間單位秒--><property name="defaultExpiration" value="${redis.expiration}"/><!--是否使用緩存前綴，與cachePrefix相關--><property name="usePrefix" value="true"/><!--配置緩存前綴名稱--><property name="cachePrefix"><bean class="org.springframework.data.redis.cache.DefaultRedisCachePrefix"><constructor-arg index="0" value="-cache-"/></bean></property></bean><!--6.配置緩存生成鍵名的生成規(guī)則--><bean id="cacheKeyGenerator" class="com.tgq.ssm.redis.CacheKeyGenerator"></bean><!--7.啟用緩存注解功能--><cache:annotation-driven cache-manager="redisCacheManager" key-generator="cacheKeyGenerator"/>
</beans>

redis.properties與jdbc.properties在與Spring做整合時會發(fā)生沖突；所以引入配置文件的地方要放到applicationContext.xml中

applicationContext.xml配置如下

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop.xsd"><!--1. 引入外部多文件方式 --><bean id="propertyConfigurer"class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer"><property name="systemPropertiesModeName" value="SYSTEM_PROPERTIES_MODE_OVERRIDE" /><property name="ignoreResourceNotFound" value="true" /><property name="locations"><list><value>classpath:jdbc.properties</value><value>classpath:redis.properties</value></list></property></bean><!--  隨著后續(xù)學習，框架會越學越多，不能將所有的框架配置，放到同一個配制間，否者不便于管理  --><import resource="applicationContext-mybatis.xml"></import><import resource="spring-redis.xml"></import><import resource="applicationContext-shiro.xml"></import>
</beans>

2.3、key的生成規(guī)則方法

spring-redis.xml的最后的配置就說明了鍵的配置規(guī)則。

package com.tgq.ssm.redis;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.cache.interceptor.KeyGenerator;
import org.springframework.util.ClassUtils;import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Method;@Slf4j
public class CacheKeyGenerator implements KeyGenerator {// custom cache keypublic static final int NO_PARAM_KEY = 0;public static final int NULL_PARAM_KEY = 53;@Overridepublic Object generate(Object target, Method method, Object... params) {StringBuilder key = new StringBuilder();key.append(target.getClass().getSimpleName()).append(".").append(method.getName()).append(":");if (params.length == 0) {key.append(NO_PARAM_KEY);} else {int count = 0;for (Object param : params) {if (0 != count) {//參數(shù)之間用,進行分隔key.append(',');}if (param == null) {key.append(NULL_PARAM_KEY);} else if (ClassUtils.isPrimitiveArray(param.getClass())) {int length = Array.getLength(param);for (int i = 0; i < length; i++) {key.append(Array.get(param, i));key.append(',');}} else if (ClassUtils.isPrimitiveOrWrapper(param.getClass()) || param instanceof String) {key.append(param);} else {//Java一定要重寫hashCode和eqaulskey.append(param.hashCode());}count++;}}String finalKey = key.toString();
//        IEDA要安裝lombok插件log.debug("using cache key={}", finalKey);return finalKey;}
}

2.4、注意

在applicationContext.xml中注冊多個.properties結尾配置，那么不能在spring-*.xml添加注冊。
resources的配置必須要涵蓋讀取.properties結尾的文件。
redisTemplate的使用可以參考jdbcTemplate、amqpTemplate、rabbitMQTemplate等。

二、redis注解式緩存

1、@Cacheable注解

????????配置在方法或類上，作用：本方法執(zhí)行后，先去緩存看有沒有數(shù)據(jù)，如果沒有，從數(shù)據(jù)庫中查找出來，給緩存中存一份，返回結果，
????????下次本方法執(zhí)行，在緩存未過期情況下，先在緩存中查找，有的話直接返回，沒有的話從數(shù)據(jù)庫查找。

value：緩存位置的一段名稱，不能為空。
key：緩存的key，默認為空，表示使用方法的參數(shù)類型及參數(shù)值作為key，支持SpEL。
condition：觸發(fā)條件，滿足條件就加入緩存，默認為空，表示全部都加入緩存，支持SpEL 。

@Cacheable測試

但我們調(diào)用查詢的方法而沒有用@Cacheable注解的時候我們可以看到我們查詢出來的結果是兩個，而且查詢了數(shù)據(jù)庫兩次。

當我們用到@Cacheable注解的時候我們只查詢了數(shù)據(jù)庫一次，如果再次查詢就不會出現(xiàn)sql語句，而且已經(jīng)緩存到了redis里面。

測試結果：redis中有數(shù)據(jù)，則訪問redis；如果沒有數(shù)據(jù)，則訪問MySQL；

改變原有的key生成規(guī)則

改變原有的規(guī)則之后我們再次運行，我們的redis的鍵就不一樣了。

condition：當某個值大于或者小于某個值才進行緩存。

2、@CachePut注解

????????類似于更新操作，即每次不管緩存中有沒有結果，都從數(shù)據(jù)庫查找結果，并將結果更新到緩存，并返回結果。

value：緩存的名稱，在 spring 配置文件中定義，必須指定至少一個。
key：緩存的 key，可以為空，如果指定要按照 SpEL 表達式編寫，如果不指定，則缺省按照方法的所有參數(shù)進行組合。
condition：緩存的條件，可以為空，使用 SpEL 編寫，返回 true 或者 false，只有為 true 才進行緩存。

當我們使用它測試出來的結果則是：只存不取

@Cacheable與@CachePut區(qū)別

@Cacheable?注解表示方法的返回值可以被緩存，下次訪問相同的方法時，會直接從緩存中獲取結果，而不會再執(zhí)行方法內(nèi)部的邏輯。該注解標記在方法上，指定了緩存的名稱（也可以使用默認的緩存名稱），也可以通過參數(shù)指定緩存的Key。如果緩存中已有相應的Key存在，則會直接返回緩存中的值；若緩存中不存在對應的Key，則會執(zhí)行方法，并將方法的返回值添加到緩存中。

@CachePut?注解表示無條件地執(zhí)行方法內(nèi)部的邏輯，并將方法的返回值添加到緩存中。該注解也標記在方法上，通常用于更新緩存的操作。它與?@Cacheable?注解的不同之處在于，每次調(diào)用帶有?@CachePut?注解的方法時，都會執(zhí)行方法內(nèi)部的邏輯，并將結果添加到緩存中，覆蓋原有的緩存值。

@CachePut?注解常用于需要更新緩存中數(shù)據(jù)的場景，可以保證每次調(diào)用方法時都會執(zhí)行方法內(nèi)部的邏輯，并更新緩存的結果。

Cacheable：會在redis中存儲數(shù)據(jù)，同時也會讀取數(shù)據(jù)。

CachePut：會在redis中寫數(shù)據(jù)，不會讀取數(shù)據(jù)。

3、@CacheEvict注解

????????用來清除用在本方法或者類上的緩存數(shù)據(jù)（用在哪里清除哪里）

value：緩存位置的一段名稱，不能為空
key：緩存的key，默認為空，表示使用方法的參數(shù)類型及參數(shù)值作為key，支持SpEL
condition：觸發(fā)條件，滿足條件就加入緩存，默認為空，表示全部都加入緩存，支持SpEL
allEntries：true表示清除value中的全部緩存，默認為false

測試結果：可以配置刪除指定緩存數(shù)據(jù)，也可以刪除符合規(guī)則的所有緩存數(shù)據(jù)；

4、應用場景

Redis注解式緩存是一種通過使用注解來簡化緩存操作的方法，它可以方便地在方法調(diào)用前后自動進行緩存的讀取和寫入。以下是Redis注解式緩存的常見應用場景：

方法結果緩存：對于一些計算成本較高的方法，可以使用注解將其結果緩存起來，避免重復計算。當下次調(diào)用相同的方法時，可以直接從緩存中獲取結果，提高性能并減輕服務器負載。
數(shù)據(jù)查詢緩存：對于頻繁讀取的數(shù)據(jù)查詢操作，可以使用注解將查詢結果緩存起來。這樣可以避免反復查詢數(shù)據(jù)庫，提高系統(tǒng)的響應速度。
限流和熔斷：通過使用注解實現(xiàn)限流，可以控制對某些資源或接口的并發(fā)請求量，避免系統(tǒng)過載。同時，可以設置特定的緩存時間，當資源或接口不可用時，返回緩存中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)熔斷降級。
防止緩存穿透：通過使用注解和布隆過濾器等技術，可以在查詢之前攔截請求，并且判斷緩存中是否存在對應的數(shù)據(jù)。如果不存在，則直接返回空值，避免對數(shù)據(jù)庫的無效查詢。
異步刷新緩存：通過使用注解和異步任務，在數(shù)據(jù)更新時可以同時異步地更新相應的緩存，保持緩存和數(shù)據(jù)庫的一致性。

三、redis擊穿穿透雪崩

????????redis的簡單的作用：能夠極大的減輕MySQL的訪問壓力。

????????大部分的解決方案需要根據(jù)具體的場景和需求選擇合適的解決方案。同時，合理的緩存策略、數(shù)據(jù)預熱和監(jiān)控是緩解這些問題的關鍵，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1、擊穿（Cache Miss）

什么事緩存擊穿？

????????緩存擊穿就是在處于集中式高并發(fā)訪問的情況下，當某個熱點 key 在失效的瞬間，大量的請求在緩存中獲取不到。瞬間擊穿了緩存，所有請求直接打到數(shù)據(jù)庫，就像是在一道屏障上擊穿了一個洞。

高并發(fā)量的同時key失效，導致請求直接到達數(shù)據(jù)庫；

解決方案之一：設置鎖
使用互斥鎖（Mutex Lock）或分布式鎖（Distributed Lock）來防止并發(fā)請求同時訪問數(shù)據(jù)庫。
獲取 Redis 鎖，如果沒有獲取到，則回到任務隊列繼續(xù)排隊
獲取到鎖，從數(shù)據(jù)庫拉取數(shù)據(jù)并放入緩存中
釋放鎖，其他請求從緩存中拿到數(shù)據(jù)
另一種方式：限流
在緩存中設置短暫的過期時間，并使用異步更新機制，即在緩存失效時，只有一個請求重新加載數(shù)據(jù)到緩存中，其他請求等待緩存數(shù)據(jù)更新完成后再讀取。
請求redis之前做流量削峰

2、穿透（Cache Penetration）

很多請求都在訪問數(shù)據(jù)庫一定不存在的數(shù)據(jù)，造成請求將緩存和數(shù)據(jù)庫都穿透的情況。?

解決方案如下：

規(guī)則排除：
使用布隆過濾器（Bloom Filter）等數(shù)據(jù)結構來過濾不存在的請求，在查詢緩存之前先進行判斷，避免對數(shù)據(jù)庫進行不必要的查詢。
或者可以增加一些參數(shù)檢驗。例如數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù) id 一般都是遞增的，如果請求 id = -10 這種參數(shù)，勢必繞過Redis。避免這種情況，可以對用戶真實性檢驗等操作。
緩存空值（Null Cache）：
即將空結果緩存一段時間，以避免頻繁查詢不存在的數(shù)據(jù)。
可以理解為當緩存穿透時，redis存入一個類似null的值，下次訪問則直接緩存返回空，當數(shù)據(jù)庫中存在該數(shù)據(jù)的值則需要把redis存在的null值清除并載入新值，此方案不能解決頻繁隨機不規(guī)則的key請求。

3、雪崩（Cache Avalanche）

?雪崩和擊穿類似，不同的是擊穿是一個熱點 Key 某時刻失效，而雪崩是大量的熱點 Key 在一瞬間失效。

方案如下：

設置合適的緩存失效時間，可以使用隨機值或添加一定的時間偏移量，避免多個鍵同時失效，導致數(shù)據(jù)庫負載過大。
使用多級緩存架構，將緩存分為多個層次，如本地緩存、分布式緩存等，提高緩存命中率和可用性。
實時監(jiān)控緩存健康狀態(tài)，當緩存出現(xiàn)異常時，采取相應的措施，如自動降級、限流等，保護后端系統(tǒng)。

更快捷的解決方案是：給不同的熱點key設置不同的緩存策略

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http://www.risenshineclean.com/news/60670.html