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java框架缓存中存在哪些常见的坑点及解决方案?

java 缓存
473 2024-08-21

针对 Java 缓存框架的陷阱,本文提供了以下解决方案:缓存穿透:布隆过滤器或空值缓存缓存雪崩:过期时间随机化、限流、降级缓存击穿:分布式锁缓存一致性:原子更新或异步更新缓存污染:定期清理、版本控制或增量更新

java框架缓存中存在哪些常见的坑点及解决方案?

Java 缓存框架中的常见陷阱及解决方案

缓存是 Java 应用中提高性能不可或缺的一环,但使用不当也会踩到不少坑。本文将介绍常见的缓存陷阱及其解决方案,助力你避免这些隐患。

陷阱 1:缓存穿透

  • 问题描述: 查询不存在的数据,导致每次都访问数据库,浪费资源。
  • 解决方案: 使用布隆过滤器或空值缓存,在查询数据库前检查是否存在。

代码示例:

// 缓存中不存在,调用布隆过滤器检查
if (!bloomFilter.exists(key)) {
    // 不存在,直接返回
    return null;
}
// 存在,查询数据库
Object value = db.get(key);

陷阱 2:缓存雪崩

  • 问题描述: 大量缓存同时失效,导致集群过载。
  • 解决方案: 随机化缓存过期时间,添加限流措施,使用降级策略。

代码示例:

// 将过期时间随机化
long randomTime = new Random().nextInt(600_000);
cache.put(key, value, Duration.ofMillis(randomTime));

陷阱 3:缓存击穿

  • 问题描述: 高并发同时访问某个未缓存的数据,导致数据库压力过大。
  • 解决方案: 使用分布式锁保证只有第一个请求访问数据库,其他请求等待。

代码示例:

// 获得锁
String lockKey = "key-lock";
Lock lock = cache.lock(lockKey, Duration.ofMillis(100));
try {
    // 锁有效,执行后续逻辑
} finally {
    // 释放锁
    lock.unlock();
}

陷阱 4:缓存一致性

  • 问题描述: 缓存和数据库不一致,导致数据不准确。
  • 解决方案: 使用原子更新或异步更新策略,确保缓存数据和数据库数据及时同步。

代码示例:

// 原子更新缓存
cache.computeIfPresent(key, (k, v) -> {
    // 更新数据库
    db.update(key, newValue);
    // 更新缓存
    return newValue;
});

陷阱 5:缓存污染

  • 问题描述: 缓存中存储了错误或过期的值,导致应用故障。
  • 解决方案: 定期清理缓存,使用版本控制或增量更新策略。

代码示例:

// 定期清理无效值
ScheduledExecutorService executor = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();
executor.scheduleAtFixedRate(() -> {
    cache.invalidateAll(CacheEntryPredicates.expired());
}, 0, 10, TimeUnit.MINUTES);

把握这些陷阱及解决方案,你便能更加从容地使用缓存框架,有效提升 Java 应用的性能和稳定性。