互斥锁解决Redis缓存击穿
在高并发的系统中，缓存是提高性能和减轻数据库压力的重要手段之一。然而，缓存击穿是一个常见问题，它指的是当缓存中的某个热点数据失效（过期）时，多个请求同时穿透缓存访问数据库，导致数据库瞬间压力剧增，从而可能引发系统崩溃。本文将详细介绍如何使用互斥锁（Mutex）来解决Redis缓存击穿问题，并提供相关的技术实现方案。
什么是缓存击穿？
缓存击穿是指缓存中某个热点数据失效时，多个请求同时访问数据库，而不是等待缓存重新加载数据。这种情况通常发生在高并发场景下，可能导致数据库瞬时压力过大，从而影响系统的整体性能和稳定性。
解决方案：互斥锁
为了解决缓存击穿问题，我们可以使用互斥锁来保证只有一个线程能够访问数据库并更新缓存，其他线程则等待锁释放后再从缓存中获取数据。具体实现步骤如下：
1. 尝试获取互斥锁
客户端请求数据时，首先从缓存中获取数据。如果缓存中没有数据，则尝试获取互斥锁。可以使用Redis的SETNX命令来实现互斥锁，该命令的含义是“SET if Not eXists”，即如果key不存在，则设置key的值。
// 尝试获取互斥锁
if (jedis.setnx(LOCK_KEY, "1") == 1) {
// 设置锁的过期时间，防止死锁
jedis.expire(LOCK_KEY, LOCK_EXPIRE_TIME);
// 锁获取成功，继续执行数据库查询和缓存更新操作
}
2. 查询数据库并更新缓存
如果成功获取到互斥锁，则线程查询数据库获取数据，并将数据写入缓存。同时，设置缓存的过期时间，避免再次发生缓存击穿。
// 从数据库中获取数据
String data = getDataFromDB();
// 将数据写入缓存
jedis.setex(CACHE_KEY, CACHE_EXPIRE_TIME, data);
3. 释放互斥锁
完成数据库查询和缓存更新后，释放互斥锁，以便其他线程可以获取锁并访问缓存。
// 释放互斥锁
jedis.del(LOCK_KEY);
4. 未获取到锁的处理
如果线程未能获取到互斥锁，则等待一段时间后重试。为了避免无限循环，可以设置重试次数或重试时间间隔。
// 未获取到锁，等待一段时间后重试
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
// 递归调用或重新尝试获取缓存
示例代码
以下是一个使用互斥锁解决Redis缓存击穿的Java代码示例：
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class CacheWithMutex {
private static final String REDIS_HOST = "localhost";
private static final int REDIS_PORT = 6379;
private static final String CACHE_KEY = "cache_key";
private static final String LOCK_KEY = "lock_key";
private static final int LOCK_EXPIRE_TIME = 5; // 锁过期时间(秒)
private static final int CACHE_EXPIRE_TIME = 60; // 缓存过期时间(秒)
public static void main(String[] args) {
CacheWithMutex cacheWithMutex = new CacheWithMutex();
String result = cacheWithMutex.getDataWithCache();
System.out.println("Result: " + result);
}
public String getDataWithCache() {
try (Jedis jedis = new Jedis(REDIS_HOST, REDIS_PORT)) {
String data = jedis.get(CACHE_KEY);
if (data != null) {
return data;
}
if (acquireLock(jedis, LOCK_KEY, LOCK_EXPIRE_TIME)) {
try {
data = getDataFromDB();
jedis.setex(CACHE_KEY, CACHE_EXPIRE_TIME, data);
} finally {
releaseLock(jedis, LOCK_KEY);
}
} else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
return getDataWithCache(); // 递归调用
}
return data;
}
}
private boolean acquireLock(Jedis jedis, String lock
