為了方便演示,這里使用Runtime.Cache做緩存容器,并定義個簡單操作類。如下:
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public class CacheHelper
{
public static object Get(string cacheKey)
{
return HttpRuntime.Cache[cacheKey];
}
public static void Add(string cacheKey, object obj, int cacheMinute)
{
HttpRuntime.Cache.Insert(cacheKey, obj, null, DateTime.Now.AddMinutes(cacheMinute),
Cache.NoSlidingExpiration, CacheItemPriority.Normal, null);
}
}
簡單讀?。?/p>
public object GetMemberSigninDays1() {
const int cacheTime = 5;
const string cacheKey = "mushroomsir";
var cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null)
return cacheValue;
cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù)
CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);
return cacheValue;
}
在項目中,有不少這樣寫法,這樣寫并沒有錯,但在并發(fā)量上來后就容易出問題。
緩存雪崩是由于緩存失效(過期),新緩存未到期間。
這個中間時間內(nèi),所有請求都去查詢數(shù)據(jù)庫,而對數(shù)據(jù)庫CPU和內(nèi)存造成巨大壓力,前端連接數(shù)不夠、查詢阻塞。
這個中間時間并沒有那么短,比如sql查詢1秒,加上傳輸解析0.5秒。 ?就是說1.5秒內(nèi)所有用戶查詢,都是直接查詢數(shù)據(jù)庫的。
碰到這種情況,使用最多的解決方案就是加鎖排隊。
public static object obj1 = new object();
public object GetMemberSigninDays2() {
const int cacheTime = 5;
const string cacheKey = "mushroomsir";
var cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
//lock (obj1) //全局鎖 // {
// cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
// if (cacheValue != null) // return cacheValue;
// cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù) // CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);
//
}
lock (this) {
cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù)
CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);
}
return cacheValue;}
第一種:lock (obj1)??是全局鎖可以滿足,但要為每個函數(shù)都聲明一個obj,不然在A、B函數(shù)都鎖obj1時,必然會讓其中一個阻塞。
第二種:lock (this) ?這個鎖當(dāng)前實例,對其他實例無效,那這個鎖就沒什么效果了,當(dāng)然使用單例模式的對象可以鎖。
在當(dāng)前實例中:A函數(shù)鎖當(dāng)前實例,其他也鎖當(dāng)前實例的函數(shù)的讀寫,也被阻塞,這種做法也不可取。
既然鎖對象不行,利用字符串的特性,直接鎖緩存的key呢
public object GetMemberSigninDays3() {
const int cacheTime = 5;
const string cacheKey = "mushroomsir";
var cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
const string lockKey = cacheKey + "n(*≧▽≦*)n";
//lock (cacheKey) // {
// cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
// if (cacheValue != null) // return cacheValue;
// cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù) // CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);
//
}
lock (lockKey) {
cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù)
CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);
}
return cacheValue;}
第一種:lock (cacheName)??有問題,因為字符串也是共享的,會阻塞其他使用這個字符串的操作行為。 ?
因為字符串被公共語言運行庫 (CLR)暫留,這意味著整個程序中任何給定字符串都只有一個實例,所以才會用下面第二種方法。
第二種:lock (lockKey) ?可以滿足。其目的就是為了保證鎖的粒度最小并且全局唯一性,只鎖當(dāng)前緩存的查詢行為。
先舉個簡單例子:一般網(wǎng)站經(jīng)常會緩存用戶搜索的結(jié)果,如果數(shù)據(jù)庫查詢不到,是不會做緩存的。但如果頻繁查這個空關(guān)鍵字,會導(dǎo)致每次請求都直接查詢數(shù)據(jù)庫了。
例子就是緩存穿透,請求繞過緩存直接查數(shù)據(jù)庫,這也是經(jīng)常提的緩存命中率問題。
public object GetMemberSigninDays4() {
const int cacheTime = 5;
const string cacheKey = "mushroomsir";
var cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
const string lockKey = cacheKey + "n(*≧▽≦*)n";
lock (lockKey) {
cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (cacheValue != null) return cacheValue;
cacheValue = null;
//數(shù)據(jù)庫查詢不到,為空。 //if (cacheValue2 == null) // {
// return null;
//一般為空,不做緩存 //
}
if (cacheValue == null) {
cacheValue = string.Empty;
//如果發(fā)現(xiàn)為空,我設(shè)置個默認(rèn)值,也緩存起來。
}
CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime);}return cacheValue;}
如果把查詢不到的空結(jié)果,也給緩存起來,這樣下次同樣的請求就可以直接返回null了,即可以避免當(dāng)查詢的值為空時引起的緩存穿透。
可以單獨設(shè)置個緩存區(qū)域存儲空值,對要查詢的key進行預(yù)先校驗,然后再放行給后面的正常緩存處理邏輯。
前面不是用加鎖排隊方式就解決了嗎?其實加鎖排隊只是為了減輕數(shù)據(jù)庫的壓力,本質(zhì)上并沒有提高系統(tǒng)吞吐量。
假設(shè)在高并發(fā)下,緩存重建期間key是鎖著的,這是過來1000個請求999個都在阻塞的。導(dǎo)致的結(jié)果是用戶等待超時,這是非常不優(yōu)化的體驗。
這種行為本質(zhì)上是把多線程的Web服務(wù)器,在此時給變成單線程處理了,會導(dǎo)致大量的阻塞。對于系統(tǒng)資源也是一種浪費,因緩存重建而阻塞的線程本可以處理更多請求的。
這里提出一種解決方案是:
public object GetMemberSigninDays5() {
const int cacheTime = 5;
const string cacheKey = "mushroomsir";
//緩存標(biāo)記。
const string cacheSign = cacheKey + "_Sign";
var sign = CacheHelper.Get(cacheSign);
//獲取緩存值
var cacheValue = CacheHelper.Get(cacheKey);
if (sign != null) return cacheValue;
//未過期,直接返回。
lock (cacheSign) {
sign = CacheHelper.Get(cacheSign);
if (sign != null) return cacheValue;
CacheHelper.Add(cacheSign,"1",cacheTime);
ThreadPool.QueueUserWorkItem((arg) => {
cacheValue = "395";
//這里一般是 sql查詢數(shù)據(jù)。 例:395 簽到天數(shù)
CacheHelper.Add(cacheKey,cacheValue,cacheTime*2);
//日期設(shè)緩存時間的2倍,用于臟讀。
}
);}return cacheValue;}
從代碼中看出,我們多使用了一個緩存標(biāo)記key,并使用雙檢鎖校驗保證后面邏輯不會多次執(zhí)行。
緩存標(biāo)記key: 緩存標(biāo)記key只是一個記錄實際key過期時間的標(biāo)記,它的緩存值可以是任意值,比如1。 它主要用來在實際key過期后,觸發(fā)通知另外的線程在后臺去更新實際key的緩存。
實際key: ?它的過期時間會延長1倍,例:本來5分鐘,現(xiàn)在設(shè)置為10分鐘。 這樣做的目的是,當(dāng)緩存標(biāo)記key過期后,實際緩存還能以臟數(shù)據(jù)返回給調(diào)用端,直到另外的線程在后臺更新完成后,才會返回新緩存。
關(guān)于實際key的過期時間延長1倍,還是2、3倍都是可以的。只要大于正常緩存過期時間,并且能保證在延長的時間內(nèi)足夠拉取數(shù)據(jù)即可。
還一個好處就是,如果突然db掛了,臟數(shù)據(jù)的存在可以保證前端系統(tǒng)不會拿不到數(shù)據(jù)。
這樣做后,就可以一定程度上提高系統(tǒng)吞吐量。
文中說的阻塞其他函數(shù)指的是,并發(fā)情況下鎖同一對象,比如一個函數(shù)鎖A對象,另外的函數(shù)就必須等待A對象的鎖釋放后才能再次進鎖。
關(guān)于更新緩存,可以單開一個線程去專門跑緩存更新,圖方便的話扔線程池里面即可。
實際項目中,緩存層框架的封裝往往要復(fù)雜的多,如果并發(fā)量比較小,這樣寫反而會增加代碼的復(fù)雜度,具體要根據(jù)實際情況來取舍。
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