Redis缓存失效与分布式锁实战解决方案

1. Redis 缓存失效与分布式锁实战经验分享

作为一名后端开发者，Redis 是我们日常工作中不可或缺的利器。但在实际应用中，我遇到过不少令人头疼的问题。今天我想分享几个典型的 Redis 使用场景中的坑点，以及我是如何解决这些问题的。

2. 缓存雪崩问题与解决方案

2.1 问题现象与原因分析

记得有一次凌晨三点，监控系统突然报警，服务响应时间从正常的50ms飙升到5000ms，数据库CPU直接打满。紧急排查后发现，原来是我们给所有缓存都设置了相同的2小时过期时间，导致凌晨2点整大批缓存同时失效，所有请求直接打到数据库。

java复制// 问题代码示例
public User getUserById(Long id) {
    String cacheKey = "user:" + id;
    String cached = redis.get(cacheKey);
    if (cached != null) {
        return JSON.parseObject(cached, User.class);
    }
    
    User user = userMapper.selectById(id);
    redis.setex(cacheKey, 7200, JSON.toJSONString(user));
    return user;
}

这段代码的问题在于：

1. 所有缓存设置了相同的过期时间（7200秒）
2. 没有考虑缓存失效后的降级方案
3. 系统启动时没有进行缓存预热

2.2 解决方案与优化实践

2.2.1 随机过期时间+逻辑过期

java复制public User getUserById(Long id) {
    String cacheKey = "user:" + id;
    String cached = redis.get(cacheKey);
    
    if (cached != null) {
        User user = JSON.parseObject(cached, User.class);
        if (isStale(user)) {
            threadPool.execute(() -> refreshCache(id));
        }
        return user;
    }
    
    User user = userMapper.selectById(id);
    int expireSeconds = 7200 + new Random().nextInt(3600);
    redis.setex(cacheKey, expireSeconds, JSON.toJSONString(user));
    return user;
}

2.2.2 缓存预热机制

java复制@Configuration
public class CachePreheatConfig implements CommandLineRunner {
    
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    
    @Autowired
    private UserMapper userMapper;
    
    @Override
    public void run(String... args) {
        List<User> hotUsers = userMapper.selectHotUsers();
        for (User user : hotUsers) {
            String cacheKey = "user:" + user.getId();
            redisTemplate.opsForValue().set(cacheKey, user, 24, TimeUnit.HOURS);
        }
    }
}

2.2.3 服务降级策略

java复制public User getUserByIdWithLock(Long id) {
    String cacheKey = "user:" + id;
    String cached = redis.get(cacheKey);
    if (cached != null) {
        return JSON.parseObject(cached, User.class);
    }
    
    String lockKey = "lock:user:" + id;
    Boolean acquired = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
    
    if (Boolean.TRUE.equals(acquired)) {
        try {
            cached = redis.get(cacheKey);
            if (cached != null) {
                return JSON.parseObject(cached, User.class);
            }
            
            User user = userMapper.selectById(id);
            redis.setex(cacheKey, 7200, JSON.toJSONString(user));
            return user;
        } finally {
            redis.delete(lockKey);
        }