php解决缓存击穿的问题

2023-03-16 16:11 由刘俊涛的博客发表于 #后端开发

缓存击穿是指缓存中没有的数据，而查询非常频繁的数据，导致大量的请求落到了数据库上，因此很容易导致数据库连接数暴增，甚至导致宕机。

下面是 PHP 解决缓存击穿问题的一般解决方案：

// 获取 Key
$key = 'my_key';

// 根据 Key 从 Redis 中获取数据
$data = $redis->get($key);

// 如果数据不存在，尝试从DB中获取数据
if (!$data) {
    // 尝试获取缓存锁
    $lockKey  = 'my_redis_lock';
    $locked   = $redis->set($lockKey, 1, array('nx', 'ex'=>10));

    // 如果获得缓存锁，再从DB中获取
    if($locked) {
        $data = '查询数据库的结果';

        // 将查询结果写入 Redis 缓存中，并设置永久不过期
        $redis->setex($key, 0, $data);
        // 删除锁
        $redis->del($lockKey);
    }
    // 如果获取锁失败，则说明另一个进程已经重新写入了缓存，使用之前写入的数据即可
    else {
        // 设置一个默认的过期时间，以避免缓存被永久锁定
        $redis->setex($key, 60, 'default value');
        // 等待一段时间之后，重新获取缓存
        sleep(1);
        $data = $redis->get($key);
    }
}

该代码逻辑如下：

1.根据指定 Key 从 Redis 中获取数据；

2.如果数据不存在，设置一个缓存互斥锁，防止大量并发访问 DB，再次从 DB/ 获取数据；

3.如果获取到缓存锁，则从 DB 中获取数据，并将数据写入 Redis 中；

4.如果获取不到缓存锁，则说明其他进程已经获取到了缓存锁，等待一段时间后重试，重新获取数据即可。

解决缓存击穿的方法有很多，以上只是其中一种通用的 PHP 解决方法，实际应用中需要结合具体情况选择合适的解决方案。

以下是基于 Redis 分布式锁和补偿任务的代码示例：

// 获取 Key
$key = 'my_key';

// 根据 Key 从 Redis 中获取数据
$data = $redis->get($key);

if (!$data) {
    // 尝试获取分布式锁
    $lockKey = 'my_redis_lock';
    $locked = false; // 是否已经获得锁

    // 尝试获取锁，并最多等待 3 秒钟
    for ($i = 0; $i < 3; $i++) {
        $locked = $redis->set($lockKey, 1, array('nx', 'ex' => 10));
        if ($locked) {
            break;
        }
        sleep(1);
    }

    if ($locked) {
        // 获取数据库数据
        $data = '查询数据库的结果';

        // 将查询结果写入 Redis 缓存中，并设置永久不过期
        $redis->setex($key, 0, $data);
        // 删除锁
        $redis->del($lockKey);
    } else {
        // 使用补偿任务异步处理缓存
        $taskData = array(
            'key' => $key,
        );

        $result = $redis->lpush('my_redis_queue', json_encode($taskData));
        if (!$result) {
            // 记录错误日志
            error_log('Failed to add task to the task queue!');
        }

        // 返回默认值，避免使用错误的数据
        $data = 'default value';
    }
}

// 返回数据
echo $data;

补偿任务相关的代码如下：

// 任务处理函数，将查询结果写入缓存或数据库
function processTask($redis, $taskData) {
    $key = $taskData['key'];
    $data = '查询数据库的结果';

    // 将查询结果写入 Redis 缓存中，并设置永久不过期
    $redis->setex($key, 0, $data);
}

// 拉取任务队列中的任务，并处理任务
function processTaskQueue($redis) {
    while (true) {
        // 从任务队列中阻塞获取任务，最多等待 10 秒钟
        $taskJson = $redis->brpop('my_redis_queue', 10);

        if (!$taskJson) {
            // 没有获取到任务，则结束循环
            break;
        }

        // 解析任务数据
        $taskData = json_decode($taskJson[1], true);

        // 处理任务
        processTask($redis, $taskData);
    }
}

// 启动后台任务处理进程
function startTaskProcessor($redis) {
    while (true) {
        // 处理任务队列中的任务
        processTaskQueue($redis);

        // 等待一段时间后再继续处理任务
        sleep(1);
    }
}

// 在应用程序启动时启动后台任务处理进程
startTaskProcessor($redis);

以上代码示例中，如果获取缓存的进程都无法获得锁并写入缓存，则使用补偿任务异步处理任务，并在后台异步将查询结果写入缓存。补偿任务的处理逻辑与业务逻辑相似，只是将数据的写入缓存操作改为异步操作，并放入任务队列中。后台任务处理进程会不断地从任务队列中获取任务，并进行处理。

文章来源：刘俊涛的博客欢迎关注公众号、留言、评论，一起学习。

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