【Redis实战篇】Redis有可能出现的问题以及如何解决问题

//4.然后在查数据库之前，判断是否为空值，如果为空值("")就返回错误信息，如果不为空值则去查找数据库
if(shopJson.equals("")){
            //返回错误信息
            return Result.fail("店铺不存在");
        }

//6.如果店铺不存在，缓存空值，缓存时间尽量设计少点，因为有可能出现数据不一致问题
if (shop == null) {
            //将空值写入redis
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id,"",CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES);
            //返回错误信息
            return Result.fail("店铺不存在"); 
        }

 //尝试获取锁
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }
    //释放锁
    private void unlock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

//设置逻辑时间
RedisData redisData = new RedisData();
redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(expireSeconds));

//5.判断是否过期
 if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){
        //5.1 未过期,直接返回数据
        return shop;
    }

@Slf4j
@Component
public class CacheClient {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    //创建一个线程池
    private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10);

    //将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置TTL过期时间
    public void set(String key, Object values, Long time, TimeUnit unit){
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(values),time,unit);
    }

    //将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中，并且可以设置逻辑过期时间，用于处理缓存击穿问题
    public void setWithLogicalExpire(String key, Object values, Long time, TimeUnit unit){
        //设置逻辑过期时间
        RedisData redisData = new RedisData();
        redisData.setData(values);
        redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time)));

        //写入redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(redisData));
    }


    //根据指定的key查询缓存，并反序列化为指定类型，利用缓存空值的方式解决缓存穿透问题
    public <R,ID> R queryWithPassThrough(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID,R> dbFallback,Long time,TimeUnit unit){
        String key = keyPrefix + id;

        //1.从redis查询商铺
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2.判断一下商铺存在不存在
        //3.商铺存在,返回商铺信息
        if (StrUtil.isNotBlank(json)) {
            return JSONUtil.toBean(json, type);
        }

        //如果命中的是空值就直接返回,不用再去查数据库解决缓存穿透
        if(json != null){
            //返回错误信息
            return null;
        }

        //4.查数据库
        R r = dbFallback.apply(id);

        //5.商铺不存在,返回错误信息
        if (r == null) {
            //将空值写入redis
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(CACHE_SHOP_KEY + id,"",CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES);
            //返回错误信息
            return null;
        }
        //6.商铺存在,将数据缓存到redis
        //stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(r),CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES);
        this.set(key,r,time,unit);
        //7.返回数据
        return r;
    }

    //缓存击穿,用逻辑时间解决方案
    public <R,ID> R queryWithLoginExpire(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID,R> dbFallback,Long time,TimeUnit unit){
        String key = keyPrefix + id;

        //1.从redis查询商铺
        String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        //2.判断一下商铺存在不存在
        //3.商铺存在,返回商铺信息
        if (StrUtil.isBlank(json)) {
            return null;
        }
        //4.命中,需要先把json反序列化为对象
        RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class);
        JSONObject data = (JSONObject) redisData.getData();
        R r = JSONUtil.toBean(data, type);
        LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime();
        //5.判断是否过期
        if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){
            //5.1 未过期,直接返回数据
            return r;
        }

        //6.已过期,缓存重建
        //6.1 获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        boolean tryLock = tryLock(lockKey);
        //6.2 判断是否获取锁
        if (tryLock) {
            //6.3 成功,开启独立线程,实现缓存重建
            CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(()->{
                //重构缓存
                try {
                    //查询数据库
                    R r1 = dbFallback.apply(id);
                    //写入redis
                    this.setWithLogicalExpire(key,r1,time,unit);
                } catch (Exception e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                } finally {
                    //释放锁
                    unlock(lockKey);
                }
            });
        }
        //6.4 返回过期的商铺信息
        return r;
    }
    
    //互斥锁解决缓存穿透
    public <R, ID> R queryWithMutex(
            String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) {
        String key = keyPrefix + id;
        // 1.从redis查询商铺缓存
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        // 2.判断是否存在
        if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            // 3.存在，直接返回
            return JSONUtil.toBean(shopJson, type);
        }
        // 判断命中的是否是空值
        if (shopJson != null) {
            // 返回一个错误信息
            return null;
        }

        // 4.实现缓存重建
        // 4.1.获取互斥锁
        String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id;
        R r = null;
        try {
            boolean isLock = tryLock(lockKey);
            // 4.2.判断是否获取成功
            if (!isLock) {
                // 4.3.获取锁失败，休眠并重试
                Thread.sleep(50);
                return queryWithMutex(keyPrefix, id, type, dbFallback, time, unit);
            }
            // 4.4.获取锁成功，根据id查询数据库
            r = dbFallback.apply(id);
            // 5.不存在，返回错误
            if (r == null) {
                // 将空值写入redis
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
                // 返回错误信息
                return null;
            }
            // 6.存在，写入redis
            this.set(key, r, time, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }finally {
            // 7.释放锁
            unlock(lockKey);
        }
        // 8.返回
        return r;
    }

    //尝试获取锁
    private boolean tryLock(String key){
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", LOCK_SHOP_TTL, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }

    //释放锁
    private void unlock(String key){
        stringRedisTemplate.delete(key);
    }

}