【Redis】多级缓存

【Redis】多级缓存

1. 传统缓存的问题

传统的缓存策略一般是请求到达 tomcat 后，先查询redis，如果未命中则查询数据库。这种方式存在以下两个问题：

1. 请求要经过 tomcat 处理，tomcat 的性能成为整个系统的瓶颈。
2. redis缓存失效时，会对数据库产生冲击。

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2. 多级缓存方案

多级缓存就是充分利用请求处理的每个环节，分别添加缓存，减轻tomcat的压力，提升服务性能：

注：用作缓存的nginx是业务nginx，需要部署为集群，再使用专门的nginx用来做反向代理

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2.1 JVM进程缓存

2.1.1 本地进程缓存

本地进程缓存：缓存在日常开发中起到了至关重要的作用，由于是存在在内存中，数据的读取速度非常快，能大量减少对数据库的访问，减少数据库的压力，我们把缓存分为两类：

1. 分布式缓存，例如Redis：
   • 优点：存储容量大，可靠性更好，可以在集群间共享
   • 缺点：访问缓存有网络开销
   • 场景：缓存数据量较大、可靠性要求较高，需要在集群见共享
2. 本地进程缓存，例如HashMap，GuavaCache：
   • 优点：读取本地内存，没有网络开销，速度更快
   • 缺点：存储容量有限，可靠性较低，无法共享
   • 场景：性能要求较高，缓存数据量较小

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2.1.2 Caffeine

本地进程缓存：Caffeine 是一个基于Java8开发的，提供了近乎最佳命中率的高性能的本地缓存库，目前spring内部的缓存使用的就算Caffeine。

引入依赖：

<dependency>
    <groupId>com.github.ben-manes.caffeinegroupId>
    <artifactId>caffeineartifactId>
dependency>

示例：

@Test
void testBasicOps() {
    //构建cache对象
    Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder().build();
    //存数据
    cache.put("gf", "刘亦菲");

    //取数据
    String gf = cache.getIfPresent("gf");
    System.out.println("gf = " + gf);

    //取数据，如果未命中，则查询数据库
    //参数1：缓存的key
    //参数2：lambda表达式，表达式的参数就是缓存的key，方法体就是查询逻辑
    //优先根据key查询jvm缓存，如果未命中，则执行参数2的lambda表达式
    String defaultGF = cache.get("defaultGF", key -> {
        //根据key去数据库查询数据
        return "王祖贤";
    });
    System.out.println("defaultGF = " + defaultGF);
    System.out.println("defaultGF = " + cache.getIfPresent("defaultGF"));
}

运行结果如下：

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Caffeine 提供了三种缓存驱逐策略：

• 基于容量：设置缓存的数量上限

  Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
          .maximumSize(10_000)//上限为10000个key
          .build();
  

• 基于时间：设置缓存的有效时间

  // 创建缓存对象
  Cache<String, String> cache = Caffeine.newBuilder()
      .expireAfterWrite(Duration.ofSeconds(10)) // 设置缓存有效期为 10 秒，从最后一次写入开始计时 
      .build();
  

• 基于引用：设置缓存为软引用或弱引用，利用GC来回收缓存数据。性能较差，不建议使用。

在默认的情况下，当一个缓存元素过期的时候，Caffeine 不会自动立即将其清理和驱逐，而是在一次读或写操作后，或者在空闲时间完成对失效数据的驱逐。

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2.2 Nginx缓存

2.2.1 准备工作

首先需要安装 OpenResty ，它本质上也是一个nginx服务器，它具有以下特点：

1. 具备Nginx的完整功能
2. 基于Lua语言进行扩展，集成了大量精良的Lua库、第三方模块
3. 允许使用Lua自定义业务逻辑、自定义库

安装好 OpenResty 后，安装目录为 /usr/local/openresty 。

在 /usr/local/openresty/nginx/conf 目录下的nginx.conf文件添加如下模块：

# 加载lua 模块  
 lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";  
 # 加载c模块 
 lua_package_cpath "/usr/local/openresty/lualib/?.so;;";

对 /api/item 这个路径进行监听：

 location /api/item {
     # 响应类型，这里返回json
     default_type application/json;
     # 响应数据由 lua/item.lua这个文件来决定
     content_by_lua_file lua/item.lua;
 }

注：lua/item.lua的lua目录和nginx同级，完整路径为/usr/local/openresty/lua,在这个文件下面就可以编写缓存脚本。

2.2.2

待续