互斥锁解决redis缓存击穿-CFANZ编程社区

在分布式系统中，"缓存击穿"是指缓存中某个数据失效的瞬间，大量的并发请求直接打到数据库，导致数据库压力骤增的现象。这种现象通常发生在热点数据的缓存失效时，因为所有请求都会在几乎同一时间尝试重新加载数据到缓存中，从而对后端数据库造成巨大压力。

为了避免缓存击穿，一种常见的解决方案是使用互斥锁（Mutex）。下面是如何使用Redis互斥锁来解决缓存击穿问题的一种实现思路：

使用Redis互斥锁的流程：

尝试获取锁：当一个请求到来时，首先尝试获取一个互斥锁，这个锁可以是Redis中的一个键值对，例如lock:hot_data_key。使用SETNX或SET命令的NX（仅在不存在时设置）选项来尝试获取锁。
检查缓存：如果获取锁成功，检查缓存中是否已有数据。如果有，释放锁并直接返回缓存中的数据。
加载数据：如果缓存中没有数据，从数据库中加载数据，同时设置缓存和释放锁。
锁超时：为了避免死锁，互斥锁应设置一个合理的超时时间（TTL）。如果锁的持有者因某种原因未能及时释放锁，超时时间可以确保锁最终会被自动释放，以便其他请求可以尝试获取锁。
异常处理：在加载数据过程中，如果出现异常，应确保在异常处理代码中释放锁。

示例代码（使用Jedis或Lettuce等Redis客户端）：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class CacheBuster {

    private static final String LOCK_KEY = "lock:hot_data_key";
    private static final int LOCK_TTL = 30; // 锁的超时时间，单位秒

    public String getDataFromCacheOrDB(String key) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost");
        
        try {
            // 尝试获取锁
            String lockValue = UUID.randomUUID().toString();
            if (jedis.set(LOCK_KEY, lockValue, "NX", "EX", LOCK_TTL) == "OK") {
                try {
                    // 检查缓存
                    String cachedData = jedis.get(key);
                    if (cachedData != null) {
                        return cachedData;
                    }
                    
                    // 缓存未命中，从数据库加载数据
                    String dbData = loadDataFromDB();
                    if (dbData != null) {
                        jedis.setex(key, 60 * 60, dbData); // 缓存数据，例如设置1小时有效期
                    }
                    return dbData;
                } finally {
                    // 释放锁
                    releaseLock(jedis, LOCK_KEY, lockValue);
                }
            } else {
                // 锁已被其他线程获取，直接从缓存获取数据
                return jedis.get(key);
            }
        } finally {
            jedis.close();
        }
    }

    private String loadDataFromDB() {
        // 从数据库加载数据的逻辑
        return "data_from_db";
    }

    private void releaseLock(Jedis jedis, String lockKey, String lockValue) {
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval（script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(lockValue));
        if (result.equals(1L)) {
            // 锁成功释放
        }
    }
}

请注意，上面的代码示例使用了eval命令来执行Lua脚本，以原子性地检查锁值并释放锁，避免在释放锁时发生竞态条件。

使用互斥锁的方法可以有效地防止缓存击穿，但也要注意锁的超时时间设置要合理，以及在高并发场景下锁的性能开销。