Java模拟并解决缓存穿透
什么叫做缓存穿透
缓存穿透只会发生在高并发的时候，就是当有10000个并发进行查询数据的时候，我们一般都会先去redis里面查询进行数据，但是如果redis里面没有这个数据的时候，那么这10000个并发里面就会有很大一部分并发会一下子都去mysql数据库里面进行查询了
解决缓存穿透
首先我模拟一下缓存穿透
比如下面的代码
Pom.xml代码
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>springboot</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>springboot</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.1.RELEASE</version>
<relativePath></relativePath> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
Application.properties
server.port=8081
#DB Configuration:
spring.datasource.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://47.91.248.236:3306/hello?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
#spring集成Mybatis环境
#pojo别名扫描包
mybatis.type-aliases-package=com.itheima.domain
#加载Mybatis映射文件
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*Mapper.xml
MyController代码，下面的蓝色代码是模仿10000个并发线程
/**
* sinture.com Inc.
* Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
*/
package com.itheima.controller;
import com.itheima.mapper.UserMapper;
import com.itheima.domain.User;
import com.itheima.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* @author xinzhu
* @version Id: MyController.java, v 0.1 2018年12月05日 下午6:29 xinzhu Exp $
*/
@RestController
public class MyController {
@Autowired
private UserService userService;
@RequestMapping("/hello/{id}")
@ResponseBody
public User queryUser(@PathVariable Integer id){
// 蓝色代码注释开始
new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 10000; x++) {
userService.queryUser(id);
}
}
}.start();
// 蓝色代码注释结束
return userService.queryUser(id);
}
}
User类
/**
* sinture.com Inc.
* Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
*/
package com.itheima.domain;
/**
* @author xinzhu
* @version Id: User.java, v 0.1 2018年12月06日 下午1:40 xinzhu Exp $
*/
public class User {
// 主键
private Integer id;
// 用户名
private String username;
// 密码
private String password;
// 姓名
private String name;
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", username='" + username + '\'' +
", password='" + password + '\'' +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
public Integer getId() {
return id;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
UserService
package com.itheima.service;
import com.itheima.domain.User;
public interface UserService {
public User queryUser(Integer id);
}
UserServiceImpl，下面的蓝色代码就是模仿redis，此时要注意下面的模拟redis的map集合必须放到下面的queryUser的外面，也就是说下面的userMap变量必须是成员变量，不然的话，因为redis是被多个线程共享的，如果你放到下面的queryUser()方法里面，那么就是多个线程有多个userMap集合，下面的代码就是如果查询到数据，那么就用redis里面的，如果查询不到就用数据库里面的
package com.itheima.service;
import com.itheima.domain.User;
import com.itheima.mapper.UserMapper;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
// 蓝色代码注释开始
static Map<Integer,User> userMap=new HashMap();
static {
User huancun_user =new User();
huancun_user.setId(1);
huancun_user.setName("zhangsan");
huancun_user.setPassword("123");
huancun_user.setName("张三");
userMap.put(1,huancun_user);
}
// 蓝色代码注释结束
public User queryUser(Integer id){
User user=userMap.get(id);
if(user==null){
user= userMapper.queryUser(id);
System.out.println("查询数据库");
userMap.put(user.getId(),user);
}else{
System.out.println("查询缓存");
}
return user;
};
}
SpringbootApplication代码
package com.itheima;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
}
}
数据库里面的数据如下
-- ----------------------------
-- Table structure for `user`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(50) DEFAULT NULL,
`password` varchar(50) DEFAULT NULL,
`name` varchar(50) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARSET=utf8;
-- ----------------------------
-- Records of user
-- ----------------------------
INSERT INTO `user` VALUES ('1', 'zhangsan', '123', '张三');
INSERT INTO `user` VALUES ('2', 'lisi', '123', '李四');
然后我们查询下面的链接，因为此时上面的模拟redis的map集合里面没有id值是2的数据，所以此时都是查询数据库，你想这一下子10000并发过去，数据库会有很大压力的，
然后打印结果如下，就是打印了很多查询数据库和查询缓存，此时也就说明10000个并发里面有很多去查询了数据库，这个是要避免的，至于为什么有查询缓存的打印，因为我们把查询的数据给放到模拟的redis里面了啊，所以刚开始的一大部分线程都是查询数据库，然后剩下的都是查询模拟的redis缓存里面的数据
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询数据库
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
然后我们使用双重检测锁来解决上面的缓存穿透
我们怎么解决缓存穿透呢，即使10000个并发过来，然后这10000个并发需要的数据在redis里面都没有，那么我们应该第一个线程查询数据里面的数据，然后把这个数据给放到redis里面，然后剩下的9999个线程都到redis里面查询，这样就解决了缓存穿透，所以我们可以把上面的代码变成下面这样
比如下面的代码
Pom.xml代码
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.example</groupId>
<artifactId>springboot</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>springboot</name>
<description>Demo project for Spring Boot</description>
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.1.1.RELEASE</version>
<relativePath></relativePath> <!-- lookup parent from repository -->
</parent>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
<project.reporting.outputEncoding>UTF-8</project.reporting.outputEncoding>
<java.version>1.8</java.version>
</properties>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
<artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.1</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
</dependency>
</dependencies>
<build>
<plugins>
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
</plugin>
</plugins>
</build>
</project>
Application.properties
server.port=8081
#DB Configuration:
spring.datasource.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://47.91.248.236:3306/hello?useUnicode=true&characterEncoding=utf8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
#spring集成Mybatis环境
#pojo别名扫描包
mybatis.type-aliases-package=com.itheima.domain
#加载Mybatis映射文件
mybatis.mapper-locations=classpath:mapper/*Mapper.xml
MyController代码，下面的蓝色代码是模仿10000个并发线程
/**
* sinture.com Inc.
* Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
*/
package com.itheima.controller;
import com.itheima.mapper.UserMapper;
import com.itheima.domain.User;
import com.itheima.service.UserService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* @author xinzhu
* @version Id: MyController.java, v 0.1 2018年12月05日 下午6:29 xinzhu Exp $
*/
@RestController
public class MyController {
@Autowired
private UserService userService;
@RequestMapping("/hello/{id}")
@ResponseBody
public User queryUser(@PathVariable Integer id){
// 蓝色代码注释开始
new Thread(){
@Override
public void run() {
for (int x = 0; x < 10000; x++) {
userService.queryUser(id);
}
}
}.start();
// 蓝色代码注释结束
return userService.queryUser(id);
}
}
User类
/**
* sinture.com Inc.
* Copyright (c) 2016-2018 All Rights Reserved.
*/
package com.itheima.domain;
/**
* @author xinzhu
* @version Id: User.java, v 0.1 2018年12月06日 下午1:40 xinzhu Exp $
*/
public class User {
// 主键
private Integer id;
// 用户名
private String username;
// 密码
private String password;
// 姓名
private String name;
public void setId(Integer id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"id=" + id +
", username='" + username + '\'' +
", password='" + password + '\'' +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
public Integer getId() {
return id;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
UserService
package com.itheima.service;
import com.itheima.domain.User;
public interface UserService {
public User queryUser(Integer id);
}
UserServiceImpl，下面的蓝色代码就是模仿redis，此时要注意下面的模拟redis的map集合必须放到下面的queryUser的外面，也就是说下面的userMap变量必须是成员变量，不然的话，因为redis是被多个线程共享的，如果你放到下面的queryUser()方法里面，那么就是多个线程有多个userMap集合，下面的代码就是如果查询到数据，那么就用redis里面的，如果查询不到就用数据库里面的
然后下面的红色代码就是解决上面的缓存穿透问题，使用锁来解决缓存穿透问题，而且叫做双重检测锁，为什么叫做双重检测锁呢，因为有两个if语句，第一个if语句就是为了减少走红色代码里面的同步代码块，因为如果换成里面存在想要的数据，那么就不需要走下面的红色代码里面的同步代码块了，所以有两个if语句，至于为什么要有下面的 user= userMap.get(id);，是因为第一次线程查询把数据放到模仿的redis缓存里面之后，剩下的线程当走到下面的同步代码块的时候，需要在查询一下缓存里面的数据就会发现刚刚第一个线程放到redis里面的数据了，所以才会有下面的红色代码里面的 user= userMap.get(id);
package com.itheima.service;
import com.itheima.domain.User;
import com.itheima.mapper.UserMapper;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Service
public class UserServiceImpl implements UserService {
@Autowired
private UserMapper userMapper;
// 蓝色代码注释开始
static Map<Integer,User> userMap=new HashMap();
static {
User huancun_user =new User();
huancun_user.setId(1);
huancun_user.setName("zhangsan");
huancun_user.setPassword("123");
huancun_user.setName("张三");
userMap.put(1,huancun_user);
}
// 蓝色代码注释结束
public User queryUser(Integer id){
User user=userMap.get(id);
// 红色代码注释开始
if(user==null){
synchronized (this) {
user= userMap.get(id);
if (null == user) {
user= userMapper.queryUser(id);
System.out.println("查询数据库");
userMap.put(user.getId(),user);
}else{
System.out.println("查询缓存");
}
}
}else{
System.out.println("查询缓存");
}
//红色代码注释结束
return user;
};
}
数据库里面的数据如下
-- ----------------------------
-- Table structure for `user`
-- ----------------------------
DROP TABLE IF EXISTS `user`;
CREATE TABLE `user` (
`id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
`username` varchar(50) DEFAULT NULL,
`password` varchar(50) DEFAULT NULL,
`name` varchar(50) DEFAULT NULL,
PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=10 DEFAULT CHARSET=utf8;
-- ----------------------------
-- Records of user
-- ----------------------------
INSERT INTO `user` VALUES ('1', 'zhangsan', '123', '张三');
INSERT INTO `user` VALUES ('2', 'lisi', '123', '李四');
然后我们查询下面的链接，因为此时上面的模拟redis的map集合里面没有id值是2的数据，所以此时都是查询数据库，你想这一下子10000并发过去，数据库会有很大压力的，
然后打印结果如下，就是就只有第一个打印了查询数据库，然后剩下的都是查询缓存了，这就是解决缓存穿透
查询数据库
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
查询缓存
能看到这里的同学，就帮忙点个推荐吧，Thanks♪(･ω･)ﾉ
