Redis之缓存穿透问题解决方案实践SpringBoot3+Docker

一、介绍

当一种请求，总是能越过缓存，调用数据库，就是缓存穿透。

比如当请求一个数据库没有的数据，那么缓存也不会有，然后就一直请求，甚至高并发去请求，对数据库压力会增大。

二、方案介绍

1. 如果key具有某种规则，那么可以对key增加校验机制，不符合直接返回。
2. Redisson布隆过滤器
3. 逻辑修改，当数据库没有此数据，以null为value，也插入redis缓存，但设置较短的过期时间。

三、Redis Docker部署

docker-compose示例如下，redis.conf从这里下载

redis:container_name: redisimage: redis:7.2volumes:- ./redis/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.confports:- "6379:6379"command: [ "redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf" ]

四、SpringBoot3 Base代码

1. 依赖配置

		<!-- redis --><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!-- redis 连接线程池 --><dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId><version>2.11.1</version></dependency><!-- redisson --><dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId><version>3.24.3</version></dependency>

spring: data:redis:host: 192.168.101.65  # Redis服务器的主机名或IP地址port: 6379  # Redis服务器的端口号password:  # 用于连接Redis服务器的密码database: 0  # 要连接的Redis数据库的索引号lettuce:pool:max-active: 20  # 连接池中最大的活跃连接数max-idle: 10  # 连接池中最大的空闲连接数min-idle: 0  # 连接池中最小的空闲连接数timeout: 10000  # 连接超时时间（毫秒）lock-watchdog-timeout: 100  # Redisson的分布式锁的看门狗超时时间（毫秒）

2. 基本代码

要演示的代码很简单，就是一个携带courseId请求过来，调用下面的service函数，然后查询数据库。

@Overridepublic CoursePublish getCoursePublish(Long courseId) {return coursePublishMapper.selectById(courseId);}

当我们使用redis改造时，基本代码如下

@Overridepublic CoursePublish getCoursePublishCache(Long courseId) {String key = "content:course:publish:" + courseId;//先查询redisObject object = redisTemplate.opsForValue().get(key);if (object != null){String string = object.toString();CoursePublish coursePublish = JSON.parseObject(string, CoursePublish.class);return coursePublish;}else {//后查询数据库CoursePublish coursePublish = getCoursePublish(courseId);if (coursePublish != null){redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(coursePublish));}return coursePublish;}}

五、缓存优化代码

1. 校验机制

我这里的id没规则，所以加不了，跳过。

2. 布隆过滤器

读取yaml配置

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.data.redis")
public class RedisProperties {private String host;private int port;private String password;private int database;private int lockWatchdogTimeout;
}

配置RedissonClient

@Slf4j
@Configuration
public class RedissionConfig {@Autowiredprivate RedisProperties redisProperties;@Beanpublic RedissonClient redissonClient() {RedissonClient redissonClient;Config config = new Config();//starter依赖进来的redisson要以redis://开头，其他不用String url = "redis://"+ redisProperties.getHost() + ":" + redisProperties.getPort();config.useSingleServer().setAddress(url)//.setPassword(redisProperties.getPassword()).setDatabase(redisProperties.getDatabase());try {redissonClient = Redisson.create(config);return redissonClient;} catch (Exception e) {log.error("RedissonClient init redis url:[{}], Exception:", url, e);return null;}}
}

把布隆过滤器加到service，如下

	private RBloomFilter<String> bloomFilter;@PostConstructpublic void init(){//初始化布隆过滤器bloomFilter = redissonClient.getBloomFilter("bloom-filter");bloomFilter.tryInit(100, 0.003);List<CoursePublish> coursePublishList = coursePublishMapper.selectList(new LambdaQueryWrapper<CoursePublish>());coursePublishList.forEach(coursePublish -> {String key = "content:course:publish:" + coursePublish.getId();bloomFilter.add(key);});}@Overridepublic CoursePublish getCoursePublishCache(Long courseId) {String key = "content:course:publish:" + courseId;//布隆过滤器boolean contains = bloomFilter.contains(key);if (!contains){return null;}//先查询redisObject object = redisTemplate.opsForValue().get(key);if (object != null){String string = object.toString();CoursePublish coursePublish = JSON.parseObject(string, CoursePublish.class);return coursePublish;}else {//后查询数据库CoursePublish coursePublish = getCoursePublish(courseId);if (coursePublish != null){bloomFilter.add(key);redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(coursePublish));}return coursePublish;}}

3. 逻辑优化

当数据库没有此数据，以null为value，也插入redis缓存，但设置较短的过期时间。

            //后查询数据库CoursePublish coursePublish = getCoursePublish(courseId);if (coursePublish != null) {bloomFilter.add(key);redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(coursePublish));}else {redisTemplate.opsForValue().set(key, JSON.toJSONString(coursePublish), 10, TimeUnit.SECONDS);}return coursePublish;