开篇导读
亲爱的小伙伴们大家好,马上咱们就开始实战篇的内容了,相信通过本章的学习,小伙伴们就能理解各种redis的使用啦,接下来咱们来一起看看实战篇我们要学习一些什么样的内容
- 短信登录
这一块我们会使用redis共享session来实现
- 商户查询缓存
通过本章节,我们会理解缓存击穿,缓存穿透,缓存雪崩等问题,让小伙伴的对于这些概念的理解不仅仅是停留在概念上,更是能在代码中看到对应的内容
- 优惠卷秒杀
通过本章节,我们可以学会Redis的计数器功能, 结合Lua完成高性能的redis操作,同时学会Redis分布式锁的原理,包括Redis的三种消息队列
- 附近的商户
我们利用Redis的GEOHash来完成对于地理坐标的操作
- UV统计
主要是使用Redis来完成统计功能
- 用户签到
使用Redis的BitMap数据统计功能
- 好友关注
基于Set集合的关注、取消关注,共同关注等等功能,这一块知识咱们之前就讲过,这次我们在项目中来使用一下
- 打人探店
基于List来完成点赞列表的操作,同时基于SortedSet来完成点赞的排行榜功能
以上这些内容咱们统统都会给小伙伴们讲解清楚,让大家充分理解如何使用Redis
1、短信登录
1.1、导入点评项目
1.1.1 、导入SQL
1.1.2、有关当前模型
手机或者app端发起请求,请求我们的nginx服务器,nginx基于七层模型走的事HTTP协议,可以实现基于Lua直接绕开tomcat访问redis,也可以作为静态资源服务器,轻松扛下上万并发, 负载均衡到下游tomcat服务器,打散流量,我们都知道一台4核8G的tomcat,在优化和处理简单业务的加持下,大不了就处理1000左右的并发, 经过nginx的负载均衡分流后,利用集群支撑起整个项目,同时nginx在部署了前端项目后,更是可以做到动静分离,进一步降低tomcat服务的压力,这些功能都得靠nginx起作用,所以nginx是整个项目中重要的一环。
在tomcat支撑起并发流量后,我们如果让tomcat直接去访问Mysql,根据经验Mysql企业级服务器只要上点并发,一般是16或32 核心cpu,32 或64G内存,像企业级mysql加上固态硬盘能够支撑的并发,大概就是4000起~7000左右,上万并发, 瞬间就会让Mysql服务器的cpu,硬盘全部打满,容易崩溃,所以我们在高并发场景下,会选择使用mysql集群,同时为了进一步降低Mysql的压力,同时增加访问的性能,我们也会加入Redis,同时使用Redis集群使得Redis对外提供更好的服务。
1.1.3、导入后端项目
在资料中提供了一个项目源码:
1.1.4、导入前端工程
1.1.5 运行前端项目
启动nginx
start nginx.exe
检查nginx是否启动成功
tasklist /fi “imagename eq nginx.exe”
1.2 、基于Session实现登录流程
发送验证码:
用户在提交手机号后,会校验手机号是否合法,如果不合法,则要求用户重新输入手机号
如果手机号合法,后台此时生成对应的验证码,同时将验证码进行保存,然后再通过短信的方式将验证码发送给用户
短信验证码登录、注册:
用户将验证码和手机号进行输入,后台从session中拿到当前验证码,然后和用户输入的验证码进行校验,如果不一致,则无法通过校验,如果一致,则后台根据手机号查询用户,如果用户不存在,则为用户创建账号信息,保存到数据库,无论是否存在,都会将用户信息保存到session中,方便后续获得当前登录信息
校验登录状态:
用户在请求时候,会从cookie中携带者JsessionId到后台,后台通过JsessionId从session中拿到用户信息,如果没有session信息,则进行拦截,如果有session信息,则将用户信息保存到threadLocal中,并且放行
1.3 、实现发送短信验证码功能
页面流程
具体代码如下
贴心小提示:
具体逻辑上文已经分析,我们仅仅只需要按照提示的逻辑写出代码即可。
- 发送验证码
@Override public Result sendCode(String phone, HttpSession session) { // 1.校验手机号 if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) { // 2.如果不符合,返回错误信息 return Result.fail("手机号格式错误!"); } // 3.符合,生成验证码 String code = RandomUtil.randomNumbers(6); // 4.保存验证码到 session session.setAttribute("code",code); // 5.发送验证码 log.debug("发送短信验证码成功,验证码:{}", code); // 返回ok return Result.ok(); }
- 登录
@Override public Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) { // 1.校验手机号 String phone = loginForm.getPhone(); if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) { // 2.如果不符合,返回错误信息 return Result.fail("手机号格式错误!"); } // 3.校验验证码 Object cacheCode = session.getAttribute("code"); String code = loginForm.getCode(); if(cacheCode == null || !cacheCode.toString().equals(code)){ //3.不一致,报错 return Result.fail("验证码错误"); } //一致,根据手机号查询用户 User user = query().eq("phone", phone).one(); //5.判断用户是否存在 if(user == null){ //不存在,则创建 user = createUserWithPhone(phone); } //7.保存用户信息到session中 session.setAttribute("user",user); return Result.ok(); }
1.4、实现登录拦截功能
温馨小贴士:tomcat的运行原理
当用户发起请求时,会访问我们像tomcat注册的端口,任何程序想要运行,都需要有一个线程对当前端口号进行监听,tomcat也不例外,当监听线程知道用户想要和tomcat连接连接时,那会由监听线程创建socket连接,socket都是成对出现的,用户通过socket像互相传递数据,当tomcat端的socket接受到数据后,此时监听线程会从tomcat的线程池中取出一个线程执行用户请求,在我们的服务部署到tomcat后,线程会找到用户想要访问的工程,然后用这个线程转发到工程中的controller,service,dao中,并且访问对应的DB,在用户执行完请求后,再统一返回,再找到tomcat端的socket,再将数据写回到用户端的socket,完成请求和响应
通过以上讲解,我们可以得知 每个用户其实对应都是去找tomcat线程池中的一个线程来完成工作的, 使用完成后再进行回收,既然每个请求都是独立的,所以在每个用户去访问我们的工程时,我们可以使用threadlocal来做到线程隔离,每个线程操作自己的一份数据
温馨小贴士:关于threadlocal
如果小伙伴们看过threadLocal的源码,你会发现在threadLocal中,无论是他的put方法和他的get方法, 都是先从获得当前用户的线程,然后从线程中取出线程的成员变量map,只要线程不一样,map就不一样,所以可以通过这种方式来做到线程隔离
拦截器代码
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor { @Override public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { //1.获取session HttpSession session = request.getSession(); //2.获取session中的用户 Object user = session.getAttribute("user"); //3.判断用户是否存在 if(user == null){ //4.不存在,拦截,返回401状态码 response.setStatus(401); return false; } //5.存在,保存用户信息到Threadlocal UserHolder.saveUser((User)user); //6.放行 return true; }}
让拦截器生效
@Configurationpublic class MvcConfig implements WebMvcConfigurer { @Resource private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; @Override public void addInterceptors(InterceptorRegistry registry) { // 登录拦截器 registry.addInterceptor(new LoginInterceptor()) .excludePathPatterns( "/shop/**", "/voucher/**", "/shop-type/**", "/upload/**", "/blog/hot", "/user/code", "/user/login" ).order(1); // token刷新的拦截器 registry.addInterceptor(new RefreshTokenInterceptor(stringRedisTemplate)).addPathPatterns("/**").order(0); }}
1.5、隐藏用户敏感信息
我们通过浏览器观察到此时用户的全部信息都在,这样极为不靠谱,所以我们应当在返回用户信息之前,将用户的敏感信息进行隐藏,采用的核心思路就是书写一个UserDto对象,这个UserDto对象就没有敏感信息了,我们在返回前,将有用户敏感信息的User对象转化成没有敏感信息的UserDto对象,那么就能够避免这个尴尬的问题了
在登录方法处修改
//7.保存用户信息到session中session.setAttribute("user", BeanUtils.copyProperties(user,UserDTO.class));
在拦截器处:
//5.存在,保存用户信息到ThreadlocalUserHolder.saveUser((UserDTO) user);
在UserHolder处:将user对象换成UserDTO
public class UserHolder { private static final ThreadLocal<UserDTO> tl = new ThreadLocal<>(); public static void saveUser(UserDTO user){ tl.set(user); } public static UserDTO getUser(){ return tl.get(); } public static void removeUser(){ tl.remove(); }}
1.6、session共享问题
核心思路分析:
每个tomcat中都有一份属于自己的session,假设用户第一次访问第一台tomcat,并且把自己的信息存放到第一台服务器的session中,但是第二次这个用户访问到了第二台tomcat,那么在第二台服务器上,肯定没有第一台服务器存放的session,所以此时 整个登录拦截功能就会出现问题,我们能如何解决这个问题呢?早期的方案是session拷贝,就是说虽然每个tomcat上都有不同的session,但是每当任意一台服务器的session修改时,都会同步给其他的Tomcat服务器的session,这样的话,就可以实现session的共享了
但是这种方案具有两个大问题
1、每台服务器中都有完整的一份session数据,服务器压力过大。
2、session拷贝数据时,可能会出现延迟
所以咱们后来采用的方案都是基于redis来完成,我们把session换成redis,redis数据本身就是共享的,就可以避免session共享的问题了
1.7 Redis代替session的业务流程
1.7.1、设计key的结构
首先我们要思考一下利用redis来存储数据,那么到底使用哪种结构呢?由于存入的数据比较简单,我们可以考虑使用String,或者是使用哈希,如下图,如果使用String,同学们注意他的value,用多占用一点空间,如果使用哈希,则他的value中只会存储他数据本身,如果不是特别在意内存,其实使用String就可以啦。
1.7.2、设计key的具体细节
所以我们可以使用String结构,就是一个简单的key,value键值对的方式,但是关于key的处理,session他是每个用户都有自己的session,但是redis的key是共享的,咱们就不能使用code了
在设计这个key的时候,我们之前讲过需要满足两点
1、key要具有唯一性
2、key要方便携带
如果我们采用phone:手机号这个的数据来存储当然是可以的,但是如果把这样的敏感数据存储到redis中并且从页面中带过来毕竟不太合适,所以我们在后台生成一个随机串token,然后让前端带来这个token就能完成我们的整体逻辑了
1.7.3、整体访问流程
当注册完成后,用户去登录会去校验用户提交的手机号和验证码,是否一致,如果一致,则根据手机号查询用户信息,不存在则新建,最后将用户数据保存到redis,并且生成token作为redis的key,当我们校验用户是否登录时,会去携带着token进行访问,从redis中取出token对应的value,判断是否存在这个数据,如果没有则拦截,如果存在则将其保存到threadLocal中,并且放行。
1.8 基于Redis实现短信登录
这里具体逻辑就不分析了,之前咱们已经重点分析过这个逻辑啦。
UserServiceImpl代码
@Overridepublic Result login(LoginFormDTO loginForm, HttpSession session) { // 1.校验手机号 String phone = loginForm.getPhone(); if (RegexUtils.isPhoneInvalid(phone)) { // 2.如果不符合,返回错误信息 return Result.fail("手机号格式错误!"); } // 3.从redis获取验证码并校验 String cacheCode = stringRedisTemplate.opsForValue().get(LOGIN_CODE_KEY + phone); String code = loginForm.getCode(); if (cacheCode == null || !cacheCode.equals(code)) { // 不一致,报错 return Result.fail("验证码错误"); } // 4.一致,根据手机号查询用户 select * from tb_user where phone = " /> 1.9.2 优化方案
既然之前的拦截器无法对不需要拦截的路径生效,那么我们可以添加一个拦截器,在第一个拦截器中拦截所有的路径,把第二个拦截器做的事情放入到第一个拦截器中,同时刷新令牌,因为第一个拦截器有了threadLocal的数据,所以此时第二个拦截器只需要判断拦截器中的user对象是否存在即可,完成整体刷新功能。
1.9.3 代码
RefreshTokenInterceptor
public class RefreshTokenInterceptor implements HandlerInterceptor { private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; public RefreshTokenInterceptor(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) { this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate; } @Override public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { // 1.获取请求头中的token String token = request.getHeader("authorization"); if (StrUtil.isBlank(token)) { return true; } // 2.基于TOKEN获取redis中的用户 String key = LOGIN_USER_KEY + token; Map<Object, Object> userMap = stringRedisTemplate.opsForHash().entries(key); // 3.判断用户是否存在 if (userMap.isEmpty()) { return true; } // 5.将查询到的hash数据转为UserDTO UserDTO userDTO = BeanUtil.fillBeanWithMap(userMap, new UserDTO(), false); // 6.存在,保存用户信息到 ThreadLocal UserHolder.saveUser(userDTO); // 7.刷新token有效期 stringRedisTemplate.expire(key, LOGIN_USER_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 8.放行 return true; } @Override public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception { // 移除用户 UserHolder.removeUser(); }}
LoginInterceptor
public class LoginInterceptor implements HandlerInterceptor { @Override public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { // 1.判断是否需要拦截(ThreadLocal中是否有用户) if (UserHolder.getUser() == null) { // 没有,需要拦截,设置状态码 response.setStatus(401); // 拦截 return false; } // 有用户,则放行 return true; }}
2、商户查询缓存
2.1 什么是缓存" />
举个例子:越野车,山地自行车,都拥有"避震器",防止车体加速后因惯性,在酷似"U"字母的地形上飞跃,硬着陆导致的损害,像个弹簧一样;
同样,实际开发中,系统也需要"避震器",防止过高的数据访问猛冲系统,导致其操作线程无法及时处理信息而瘫痪;
这在实际开发中对企业讲,对产品口碑,用户评价都是致命的;所以企业非常重视缓存技术;
缓存(Cache),就是数据交换的缓冲区,俗称的缓存就是缓冲区内的数据,一般从数据库中获取,存储于本地代码(例如:
例1:Static final ConcurrentHashMap<K,V> map = new ConcurrentHashMap<>(); 本地用于高并发例2:static final Cache<K,V> USER_CACHE = CacheBuilder.newBuilder().build(); 用于redis等缓存例3:Static final Map<K,V> map = new HashMap(); 本地缓存
由于其被Static修饰,所以随着类的加载而被加载到内存之中,作为本地缓存,由于其又被final修饰,所以其引用(例3:map)和对象(例3:new HashMap())之间的关系是固定的,不能改变,因此不用担心赋值(=)导致缓存失效;
2.1.1 为什么要使用缓存
一句话:因为速度快,好用
缓存数据存储于代码中,而代码运行在内存中,内存的读写性能远高于磁盘,缓存可以大大降低用户访问并发量带来的服务器读写压力
实际开发过程中,企业的数据量,少则几十万,多则几千万,这么大数据量,如果没有缓存来作为"避震器",系统是几乎撑不住的,所以企业会大量运用到缓存技术;
但是缓存也会增加代码复杂度和运营的成本:
2.1.2 如何使用缓存
实际开发中,会构筑多级缓存来使系统运行速度进一步提升,例如:本地缓存与redis中的缓存并发使用
浏览器缓存:主要是存在于浏览器端的缓存
**应用层缓存:**可以分为tomcat本地缓存,比如之前提到的map,或者是使用redis作为缓存
**数据库缓存:**在数据库中有一片空间是 buffer pool,增改查数据都会先加载到mysql的缓存中
**CPU缓存:**当代计算机最大的问题是 cpu性能提升了,但内存读写速度没有跟上,所以为了适应当下的情况,增加了cpu的L1,L2,L3级的缓存
2.2 添加商户缓存
在我们查询商户信息时,我们是直接操作从数据库中去进行查询的,大致逻辑是这样,直接查询数据库那肯定慢咯,所以我们需要增加缓存
@GetMapping("/{id}")public Result queryShopById(@PathVariable("id") Long id) { //这里是直接查询数据库 return shopService.queryById(id);}
2.2.1 、缓存模型和思路
标准的操作方式就是查询数据库之前先查询缓存,如果缓存数据存在,则直接从缓存中返回,如果缓存数据不存在,再查询数据库,然后将数据存入redis。
2.1.2、代码如下
代码思路:如果缓存有,则直接返回,如果缓存不存在,则查询数据库,然后存入redis。
@Override public Shop queryById(Long id) { String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){ // 3.存在直接返回 Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class); return shop; } // 4.不存在,根据id查询数据库 Shop shop = this.getById(id); // 5.不存在,返回错误 if (shop==null){ return new Shop(); } // 6.存在,写入redis String shopStr = JSONUtil.toJsonStr(shop); stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,shopStr); // 7.返回 return shop; }
2.3 缓存更新策略
缓存更新是redis为了节约内存而设计出来的一个东西,主要是因为内存数据宝贵,当我们向redis插入太多数据,此时就可能会导致缓存中的数据过多,所以redis会对部分数据进行更新,或者把他叫为淘汰更合适。
**内存淘汰:**redis自动进行,当redis内存达到咱们设定的max-memery的时候,会自动触发淘汰机制,淘汰掉一些不重要的数据(可以自己设置策略方式)
**超时剔除:**当我们给redis设置了过期时间ttl之后,redis会将超时的数据进行删除,方便咱们继续使用缓存
**主动更新:**我们可以手动调用方法把缓存删掉,通常用于解决缓存和数据库不一致问题
2.3.1 、数据库缓存不一致解决方案:
由于我们的缓存的数据源来自于数据库,而数据库的数据是会发生变化的,因此,如果当数据库中数据发生变化,而缓存却没有同步,此时就会有一致性问题存在,其后果是:
用户使用缓存中的过时数据,就会产生类似多线程数据安全问题,从而影响业务,产品口碑等;怎么解决呢?有如下几种方案
Cache Aside Pattern 人工编码方式:缓存调用者在更新完数据库后再去更新缓存,也称之为双写方案
Read/Write Through Pattern : 由系统本身完成,数据库与缓存的问题交由系统本身去处理
Write Behind Caching Pattern :调用者只操作缓存,其他线程去异步处理数据库,实现最终一致
2.3.2 、数据库和缓存不一致采用什么方案
综合考虑使用方案一,但是方案一调用者如何处理呢?这里有几个问题
操作缓存和数据库时有三个问题需要考虑:
如果采用第一个方案,那么假设我们每次操作数据库后,都操作缓存,但是中间如果没有人查询,那么这个更新动作实际上只有最后一次生效,中间的更新动作意义并不大,我们可以把缓存删除,等待再次查询时,将缓存中的数据加载出来
删除缓存还是更新缓存?
- 更新缓存:每次更新数据库都更新缓存,无效写操作较多
- 删除缓存:更新数据库时让缓存失效,查询时再更新缓存
如何保证缓存与数据库的操作的同时成功或失败?
- 单体系统,将缓存与数据库操作放在一个事务
- 分布式系统,利用TCC等分布式事务方案
应该具体操作缓存还是操作数据库,我们应当是先操作数据库,再删除缓存,原因在于,如果你选择第一种方案,在两个线程并发来访问时,假设线程1先来,他先把缓存删了,此时线程2过来,他查询缓存数据并不存在,此时他写入缓存,当他写入缓存后,线程1再执行更新动作时,实际上写入的就是旧的数据,新的数据被旧数据覆盖了。
- 先操作缓存还是先操作数据库?
- 先删除缓存,再操作数据库
- 先操作数据库,再删除缓存
2.4 实现商铺和缓存与数据库双写一致
核心思路如下:
修改ShopController中的业务逻辑,满足下面的需求:
根据id查询店铺时,如果缓存未命中,则查询数据库,将数据库结果写入缓存,并设置超时时间
根据id修改店铺时,先修改数据库,再删除缓存
修改重点代码1:修改ShopServiceImpl的queryById方法
设置redis缓存时添加过期时间
@Override public Result queryById(Long id) { String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){ // 3.存在直接返回 Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class); return Result.ok(shop); } // 4.不存在,根据id查询数据库 Shop shop = this.getById(id); // 5.不存在,返回错误 if (shop==null){ return Result.fail("没查询到商铺"); } // 6.存在,写入redis String shopStr = JSONUtil.toJsonStr(shop); stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,shopStr,RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 7.返回 return Result.ok(shop); }
修改重点代码2
代码分析:通过之前的淘汰,我们确定了采用删除策略,来解决双写问题,当我们修改了数据之后,然后把缓存中的数据进行删除,查询时发现缓存中没有数据,则会从mysql中加载最新的数据,从而避免数据库和缓存不一致的问题
@Override @Transactional(rollbackFor = Exception.class) public Result update(Shop shop) { if (shop.getId() == null){ return Result.fail("店铺id不能为空"); } // 1.更新数据库 this.updateById(shop); // 2.删除缓存 stringRedisTemplate.delete(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + shop.getId()); return Result.ok(); }
2.5 缓存穿透问题的解决思路
缓存穿透 :缓存穿透是指客户端请求的数据在缓存中和数据库中都不存在,这样缓存永远不会生效,这些请求都会打到数据库。
常见的解决方案有两种:
- 缓存空对象
- 优点:实现简单,维护方便
- 缺点:
- 额外的内存消耗
- 可能造成短期的不一致
- 布隆过滤
- 优点:内存占用较少,没有多余key
- 缺点:
- 实现复杂
- 存在误判可能
**缓存空对象思路分析:**当我们客户端访问不存在的数据时,先请求redis,但是此时redis中没有数据,此时会访问到数据库,但是数据库中也没有数据,这个数据穿透了缓存,直击数据库,我们都知道数据库能够承载的并发不如redis这么高,如果大量的请求同时过来访问这种不存在的数据,这些请求就都会访问到数据库,简单的解决方案就是哪怕这个数据在数据库中也不存在,我们也把这个数据存入到redis中去,这样,下次用户过来访问这个不存在的数据,那么在redis中也能找到这个数据就不会进入到缓存了
**布隆过滤:**布隆过滤器其实采用的是哈希思想来解决这个问题,通过一个庞大的二进制数组,走哈希思想去判断当前这个要查询的这个数据是否存在,如果布隆过滤器判断存在,则放行,这个请求会去访问redis,哪怕此时redis中的数据过期了,但是数据库中一定存在这个数据,在数据库中查询出来这个数据后,再将其放入到redis中,
假设布隆过滤器判断这个数据不存在,则直接返回
这种方式优点在于节约内存空间,存在误判,误判原因在于:布隆过滤器走的是哈希思想,只要哈希思想,就可能存在哈希冲突
2.6 编码解决商品查询的缓存穿透问题:
核心思路如下:
在原来的逻辑中,我们如果发现这个数据在mysql中不存在,直接就返回404了,这样是会存在缓存穿透问题的
现在的逻辑中:如果这个数据不存在,我们不会返回404 ,还是会把这个数据写入到Redis中,并且将value设置为空,欧当再次发起查询时,我们如果发现命中之后,判断这个value是否是null,如果是null,则是之前写入的数据,证明是缓存穿透数据,如果不是,则直接返回数据。
代码:
@Override public Result queryById(Long id) { String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if(StrUtil.isNotBlank(shopJson)){ // 3.存在直接返回 Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class); return Result.ok(shop); } // 判断命中是否是空值 if (shopJson !=null){ // 返回一个错误信息 return Result.fail("店铺信息不存在"); } // 4.不存在,根据id查询数据库 Shop shop = this.getById(id); // 5.不存在,将空值写入redis if (shop==null){ // 将空值写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"",RedisConstants.CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES); return Result.fail("店铺信息不存在"); } // 6.存在,写入redis String shopStr = JSONUtil.toJsonStr(shop); stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,shopStr,RedisConstants.CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 7.返回 return Result.ok(shop); }
小总结:
缓存穿透产生的原因是什么?
- 用户请求的数据在缓存中和数据库中都不存在,不断发起这样的请求,给数据库带来巨大压力
缓存穿透的解决方案有哪些?
- 缓存null值
- 布隆过滤
- 增强id的复杂度,避免被猜测id规律
- 做好数据的基础格式校验
- 加强用户权限校验
- 做好热点参数的限流
2.7 缓存雪崩问题及解决思路
缓存雪崩是指在同一时段大量的缓存key同时失效或者Redis服务宕机,导致大量请求到达数据库,带来巨大压力。
解决方案:
- 给不同的Key的TTL添加随机值
- 利用Redis集群提高服务的可用性
- 给缓存业务添加降级限流策略
- 给业务添加多级缓存
2.8 缓存击穿问题及解决思路
缓存击穿问题也叫热点Key问题,就是一个被高并发访问并且缓存重建业务较复杂的key突然失效了,无数的请求访问会在瞬间给数据库带来巨大的冲击。
常见的解决方案有两种:
- 互斥锁
- 逻辑过期
逻辑分析:假设线程1在查询缓存之后,本来应该去查询数据库,然后把这个数据重新加载到缓存的,此时只要线程1走完这个逻辑,其他线程就都能从缓存中加载这些数据了,但是假设在线程1没有走完的时候,后续的线程2,线程3,线程4同时过来访问当前这个方法, 那么这些线程都不能从缓存中查询到数据,那么他们就会同一时刻来访问查询缓存,都没查到,接着同一时间去访问数据库,同时的去执行数据库代码,对数据库访问压力过大
解决方案一、使用锁来解决:
因为锁能实现互斥性。假设线程过来,只能一个人一个人的来访问数据库,从而避免对于数据库访问压力过大,但这也会影响查询的性能,因为此时会让查询的性能从并行变成了串行,我们可以采用tryLock方法 + double check来解决这样的问题。
假设现在线程1过来访问,他查询缓存没有命中,但是此时他获得到了锁的资源,那么线程1就会一个人去执行逻辑,假设现在线程2过来,线程2在执行过程中,并没有获得到锁,那么线程2就可以进行到休眠,直到线程1把锁释放后,线程2获得到锁,然后再来执行逻辑,此时就能够从缓存中拿到数据了。
解决方案二、逻辑过期方案
方案分析:我们之所以会出现这个缓存击穿问题,主要原因是在于我们对key设置了过期时间,假设我们不设置过期时间,其实就不会有缓存击穿的问题,但是不设置过期时间,这样数据不就一直占用我们内存了吗,我们可以采用逻辑过期方案。
我们把过期时间设置在 redis的value中,注意:这个过期时间并不会直接作用于redis,而是我们后续通过逻辑去处理。假设线程1去查询缓存,然后从value中判断出来当前的数据已经过期了,此时线程1去获得互斥锁,那么其他线程会进行阻塞,获得了锁的线程他会开启一个 线程去进行 以前的重构数据的逻辑,直到新开的线程完成这个逻辑后,才释放锁, 而线程1直接进行返回,假设现在线程3过来访问,由于线程线程2持有着锁,所以线程3无法获得锁,线程3也直接返回数据,只有等到新开的线程2把重建数据构建完后,其他线程才能走返回正确的数据。
这种方案巧妙在于,异步的构建缓存,缺点在于在构建完缓存之前,返回的都是脏数据。
进行对比
**互斥锁方案:**由于保证了互斥性,所以数据一致,且实现简单,因为仅仅只需要加一把锁而已,也没其他的事情需要操心,所以没有额外的内存消耗,缺点在于有锁就有死锁问题的发生,且只能串行执行性能肯定受到影响
逻辑过期方案: 线程读取过程中不需要等待,性能好,有一个额外的线程持有锁去进行重构数据,但是在重构数据完成前,其他的线程只能返回之前的数据,且实现起来麻烦
2.9 利用互斥锁解决缓存击穿问题
核心思路:相较于原来从缓存中查询不到数据后直接查询数据库而言,现在的方案是 进行查询之后,如果从缓存没有查询到数据,则进行互斥锁的获取,获取互斥锁后,判断是否获得到了锁,如果没有获得到,则休眠,过一会再进行尝试,直到获取到锁为止,才能进行查询
如果获取到了锁的线程,再去进行查询,查询后将数据写入redis,再释放锁,返回数据,利用互斥锁就能保证只有一个线程去执行操作数据库的逻辑,防止缓存击穿
操作锁的代码:
核心思路就是利用redis的setnx方法来表示获取锁,该方法含义是redis中如果没有这个key,则插入成功,返回1,在stringRedisTemplate中返回true, 如果有这个key则插入失败,则返回0,在stringRedisTemplate返回false,我们可以通过true,或者是false,来表示是否有线程成功插入key,成功插入的key的线程我们认为他就是获得到锁的线程。
private boolean tryLock(String key) { Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS); return BooleanUtil.isTrue(flag);}private void unlock(String key) { stringRedisTemplate.delete(key);}
操作代码:
public Shop queryWithMutex(Long id) { String key = CACHE_SHOP_KEY + id; // 1、从redis中查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get("key"); // 2、判断是否存在 if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) { // 存在,直接返回 return JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class); } //判断命中的值是否是空值 if (shopJson != null) { //返回一个错误信息 return null; } // 4.实现缓存重构 //4.1 获取互斥锁 String lockKey = "lock:shop:" + id; Shop shop = null; try { boolean isLock = tryLock(lockKey); // 4.2 判断否获取成功 if(!isLock){ //4.3 失败,则休眠重试 Thread.sleep(50); return queryWithMutex(id); } //4.4 成功,根据id查询数据库 shop = getById(id); // 5.不存在,返回错误 if(shop == null){ //将空值写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,"",CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES); //返回错误信息 return null; } //6.写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key,JSONUtil.toJsonStr(shop),CACHE_NULL_TTL,TimeUnit.MINUTES); }catch (Exception e){ throw new RuntimeException(e); } finally { //7.释放互斥锁 unlock(lockKey); } return shop; }
3.0 、利用逻辑过期解决缓存击穿问题
需求:修改根据id查询商铺的业务,基于逻辑过期方式来解决缓存击穿问题
思路分析:当用户开始查询redis时,判断是否命中,如果没有命中则直接返回空数据,不查询数据库,而一旦命中后,将value取出,判断value中的过期时间是否满足,如果没有过期,则直接返回redis中的数据,如果过期,则在开启独立线程后直接返回之前的数据,独立线程去重构数据,重构完成后释放互斥锁。
如果封装数据:因为现在redis中存储的数据的value需要带上过期时间,此时要么你去修改原来的实体类,要么你
步骤一、
新建一个实体类,我们采用第二个方案,这个方案,对原来代码没有侵入性。
@Datapublic class RedisData { private LocalDateTime expireTime; private Object data;}
步骤二、
在ShopServiceImpl 新增此方法,利用单元测试进行缓存预热
public void saveShop2Redis(Long id,Long expireSeconds){ //1.查询店铺数据 Shop shop = this.getById(id); // 封装逻辑过期时间 RedisData redisData = new RedisData(); redisData.setData(shop); redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(expireSeconds)); // 写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY+id,JSONUtil.toJsonStr(redisData)); }
在测试类中
@SpringBootTestclass HmDianPingApplicationTests { @Resource private ShopServiceImpl shopService; @Test void testSaveShop(){ shopService.saveShop2Redis(1L,10L); }}
步骤三:正式代码
ShopServiceImpl
private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10); public Shop queryWithLogicalExpire(Long id){ String key = RedisConstants.CACHE_SHOP_KEY + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if(StrUtil.isBlank(shopJson)){ // 3.存在直接返回 return null; } // 4命中,需要先把Json反序列化为对象 RedisData redisData = JSONUtil.toBean(shopJson, RedisData.class); // 5.判断是否过期 Shop shop = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), Shop.class); LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime(); // 5.1未过期,直接返回店铺信息 if (expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())){ return shop; } // 5.2已过期,需要缓存重建 // 6.缓存重建 // 6.1获取互斥锁 String lockKey = RedisConstants.LOCK_SHOP_KEY+id; // 6.2判断是否获取锁成功 if (tryLock(lockKey)){ // TODO 6.3成功,开启独立线程,实现缓存重建 CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() ->{ try { this.saveShop2Redis(id,20L); }catch (Exception e){ throw new RuntimeException(e); }finally { // 释放锁 unlock(lockKey); } }); } // 6.4返回键商铺信息 return shop; }
3.1、封装Redis工具类
基于StringRedisTemplate封装一个缓存工具类,满足下列需求:
- 方法1:将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中,并且可以设置TTL过期时间
- 方法2:将任意Java对象序列化为json并存储在string类型的key中,并且可以设置逻辑过期时间,用于处理缓
存击穿问题
- 方法3:根据指定的key查询缓存,并反序列化为指定类型,利用缓存空值的方式解决缓存穿透问题
- 方法4:根据指定的key查询缓存,并反序列化为指定类型,需要利用逻辑过期解决缓存击穿问题
将逻辑进行封装
@Slf4j@Componentpublic class CacheClient { private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate; private static final ExecutorService CACHE_REBUILD_EXECUTOR = Executors.newFixedThreadPool(10); public CacheClient(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) { this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate; } public void set(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) { stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(value), time, unit); } public void setWithLogicalExpire(String key, Object value, Long time, TimeUnit unit) { // 设置逻辑过期 RedisData redisData = new RedisData(); redisData.setData(value); redisData.setExpireTime(LocalDateTime.now().plusSeconds(unit.toSeconds(time))); // 写入Redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(redisData)); } public <R,ID> R queryWithPassThrough( String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit){ String key = keyPrefix + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if (StrUtil.isNotBlank(json)) { // 3.存在,直接返回 return JSONUtil.toBean(json, type); } // 判断命中的是否是空值 if (json != null) { // 返回一个错误信息 return null; } // 4.不存在,根据id查询数据库 R r = dbFallback.apply(id); // 5.不存在,返回错误 if (r == null) { // 将空值写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 返回错误信息 return null; } // 6.存在,写入redis this.set(key, r, time, unit); return r; } public <R, ID> R queryWithLogicalExpire( String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) { String key = keyPrefix + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String json = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if (StrUtil.isBlank(json)) { // 3.存在,直接返回 return null; } // 4.命中,需要先把json反序列化为对象 RedisData redisData = JSONUtil.toBean(json, RedisData.class); R r = JSONUtil.toBean((JSONObject) redisData.getData(), type); LocalDateTime expireTime = redisData.getExpireTime(); // 5.判断是否过期 if(expireTime.isAfter(LocalDateTime.now())) { // 5.1.未过期,直接返回店铺信息 return r; } // 5.2.已过期,需要缓存重建 // 6.缓存重建 // 6.1.获取互斥锁 String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id; boolean isLock = tryLock(lockKey); // 6.2.判断是否获取锁成功 if (isLock){ // 6.3.成功,开启独立线程,实现缓存重建 CACHE_REBUILD_EXECUTOR.submit(() -> { try { // 查询数据库 R newR = dbFallback.apply(id); // 重建缓存 this.setWithLogicalExpire(key, newR, time, unit); } catch (Exception e) { throw new RuntimeException(e); }finally { // 释放锁 unlock(lockKey); } }); } // 6.4.返回过期的商铺信息 return r; } public <R, ID> R queryWithMutex( String keyPrefix, ID id, Class<R> type, Function<ID, R> dbFallback, Long time, TimeUnit unit) { String key = keyPrefix + id; // 1.从redis查询商铺缓存 String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key); // 2.判断是否存在 if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) { // 3.存在,直接返回 return JSONUtil.toBean(shopJson, type); } // 判断命中的是否是空值 if (shopJson != null) { // 返回一个错误信息 return null; } // 4.实现缓存重建 // 4.1.获取互斥锁 String lockKey = LOCK_SHOP_KEY + id; R r = null; try { boolean isLock = tryLock(lockKey); // 4.2.判断是否获取成功 if (!isLock) { // 4.3.获取锁失败,休眠并重试 Thread.sleep(50); return queryWithMutex(keyPrefix, id, type, dbFallback, time, unit); } // 4.4.获取锁成功,根据id查询数据库 r = dbFallback.apply(id); // 5.不存在,返回错误 if (r == null) { // 将空值写入redis stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 返回错误信息 return null; } // 6.存在,写入redis this.set(key, r, time, unit); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); }finally { // 7.释放锁 unlock(lockKey); } // 8.返回 return r; } private boolean tryLock(String key) { Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS); return BooleanUtil.isTrue(flag); } private void unlock(String key) { stringRedisTemplate.delete(key); }}
在ShopServiceImpl 中
@Resourceprivate CacheClient cacheClient; @Override public Result queryById(Long id) { // 解决缓存穿透 Shop shop = cacheClient .queryWithPassThrough(CACHE_SHOP_KEY, id, Shop.class, this::getById, CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 互斥锁解决缓存击穿 // Shop shop = cacheClient // .queryWithMutex(CACHE_SHOP_KEY, id, Shop.class, this::getById, CACHE_SHOP_TTL, TimeUnit.MINUTES); // 逻辑过期解决缓存击穿 // Shop shop = cacheClient // .queryWithLogicalExpire(CACHE_SHOP_KEY, id, Shop.class, this::getById, 20L, TimeUnit.SECONDS); if (shop == null) { return Result.fail("店铺不存在!"); } // 7.返回 return Result.ok(shop); }
3、优惠卷秒杀
3.1 -全局唯一ID
每个店铺都可以发布优惠券:
当用户抢购时,就会生成订单并保存到tb_voucher_order这张表中,而订单表如果使用数据库自增ID就存在一些问题:
- id的规律性太明显
- 受单表数据量的限制
场景分析:如果我们的id具有太明显的规则,用户或者说商业对手很容易猜测出来我们的一些敏感信息,比如商城在一天时间内,卖出了多少单,这明显不合适。
场景分析二:随着我们商城规模越来越大,mysql的单表的容量不宜超过500W,数据量过大之后,我们要进行拆库拆表,但拆分表了之后,他们从逻辑上讲他们是同一张表,所以他们的id是不能一样的, 于是乎我们需要保证id的唯一性。
全局ID生成器,是一种在分布式系统下用来生成全局唯一ID的工具,一般要满足下列特性:
为了增加ID的安全性,我们可以不直接使用Redis自增的数值,而是拼接一些其它信息:
ID的组成部分:符号位:1bit,永远为0
时间戳:31bit,以秒为单位,可以使用69年
序列号:32bit,秒内的计数器,支持每秒产生2^32个不同ID
3.2 -Redis实现全局唯一Id
@Componentpublic class RedisIdWorker { /** * 开始时间戳 */ private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1640995200L; /** * 序列号的位数 */ private static final int COUNT_BITS = 32; private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; public RedisIdWorker(StringRedisTemplate stringRedisTemplate) { this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate; } public long nextId(String keyPrefix) { // 1.生成时间戳 LocalDateTime now = LocalDateTime.now(); long nowSecond = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC); long timestamp = nowSecond - BEGIN_TIMESTAMP; // 2.生成序列号 // 2.1.获取当前日期,精确到天 String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy:MM:dd")); // 2.2.自增长 long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment("icr:" + keyPrefix + ":" + date); // 3.拼接并返回 return timestamp << COUNT_BITS | count; }}
测试类
知识小贴士:关于countdownlatch
countdownlatch名为信号枪:主要的作用是同步协调在多线程的等待于唤醒问题
我们如果没有CountDownLatch ,那么由于程序是异步的,当异步程序没有执行完时,主线程就已经执行完了,然后我们期望的是分线程全部走完之后,主线程再走,所以我们此时需要使用到CountDownLatch
CountDownLatch 中有两个最重要的方法
1、countDown
2、await
await 方法 是阻塞方法,我们担心分线程没有执行完时,main线程就先执行,所以使用await可以让main线程阻塞,那么什么时候main线程不再阻塞呢?当CountDownLatch 内部维护的 变量变为0时,就不再阻塞,直接放行,那么什么时候CountDownLatch 维护的变量变为0 呢,我们只需要调用一次countDown ,内部变量就减少1,我们让分线程和变量绑定, 执行完一个分线程就减少一个变量,当分线程全部走完,CountDownLatch 维护的变量就是0,此时await就不再阻塞,统计出来的时间也就是所有分线程执行完后的时间。
@Testvoid testIdWorker() throws InterruptedException { CountDownLatch latch = new CountDownLatch(300); Runnable task = () -> { for (int i = 0; i < 100; i++) { long id = redisIdWorker.nextId("order"); System.out.println("id = " + id); } latch.countDown(); }; long begin = System.currentTimeMillis(); for (int i = 0; i < 300; i++) { es.submit(task); } latch.await(); long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("time = " + (end - begin));}
3.3 添加优惠卷
每个店铺都可以发布优惠券,分为平价券和特价券。平价券可以任意购买,而特价券需要秒杀抢购:
tb_voucher:优惠券的基本信息,优惠金额、使用规则等
tb_seckill_voucher:优惠券的库存、开始抢购时间,结束抢购时间。特价优惠券才需要填写这些信息
平价卷由于优惠力度并不是很大,所以是可以任意领取
而代金券由于优惠力度大,所以像第二种卷,就得限制数量,从表结构上也能看出,特价卷除了具有优惠卷的基本信息以外,还具有库存,抢购时间,结束时间等等字段
**新增普通卷代码: **VoucherController
@PostMappingpublic Result addVoucher(@RequestBody Voucher voucher) { voucherService.save(voucher); return Result.ok(voucher.getId());}
新增秒杀卷代码:
VoucherController
@PostMapping("seckill")public Result addSeckillVoucher(@RequestBody Voucher voucher) { voucherService.addSeckillVoucher(voucher); return Result.ok(voucher.getId());}
VoucherServiceImpl
@Override@Transactionalpublic void addSeckillVoucher(Voucher voucher) { // 保存优惠券 save(voucher); // 保存秒杀信息 SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher(); seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId()); seckillVoucher.setStock(voucher.getStock()); seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime()); seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime()); seckillVoucherService.save(seckillVoucher); // 保存秒杀库存到Redis中 stringRedisTemplate.opsForValue().set(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());}
3.4 实现秒杀下单
下单核心思路:当我们点击抢购时,会触发右侧的请求,我们只需要编写对应的controller即可
秒杀下单应该思考的内容:
下单时需要判断两点:
- 秒杀是否开始或结束,如果尚未开始或已经结束则无法下单
- 库存是否充足,不足则无法下单
下单核心逻辑分析:
当用户开始进行下单,我们应当去查询优惠卷信息,查询到优惠卷信息,判断是否满足秒杀条件
比如时间是否充足,如果时间充足,则进一步判断库存是否足够,如果两者都满足,则扣减库存,创建订单,然后返回订单id,如果有一个条件不满足则直接结束。
VoucherOrderServiceImpl
@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) { // 1.查询优惠券 SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId); // 2.判断秒杀是否开始 if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀尚未开始!"); } // 3.判断秒杀是否已经结束 if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀已经结束!"); } // 4.判断库存是否充足 if (voucher.getStock() < 1) { // 库存不足 return Result.fail("库存不足!"); } //5,扣减库存 boolean success = seckillVoucherService.update() .setSql("stock= stock -1") .eq("voucher_id", voucherId).update(); if (!success) { //扣减库存 return Result.fail("库存不足!"); } //6.创建订单 VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder(); // 6.1.订单id long orderId = redisIdWorker.nextId("order"); voucherOrder.setId(orderId); // 6.2.用户id Long userId = UserHolder.getUser().getId(); voucherOrder.setUserId(userId); // 6.3.代金券id voucherOrder.setVoucherId(voucherId); save(voucherOrder); return Result.ok(orderId);}
3.5 库存超卖问题分析
有关超卖问题分析:在我们原有代码中是这么写的
if (voucher.getStock() < 1) { // 库存不足 return Result.fail("库存不足!"); } //5,扣减库存 boolean success = seckillVoucherService.update() .setSql("stock= stock -1") .eq("voucher_id", voucherId).update(); if (!success) { //扣减库存 return Result.fail("库存不足!"); }
假设线程1过来查询库存,判断出来库存大于1,正准备去扣减库存,但是还没有来得及去扣减,此时线程2过来,线程2也去查询库存,发现这个数量一定也大于1,那么这两个线程都会去扣减库存,最终多个线程相当于一起去扣减库存,此时就会出现库存的超卖问题。
超卖问题是典型的多线程安全问题,针对这一问题的常见解决方案就是加锁:而对于加锁,我们通常有两种解决方案:见下图:
悲观锁:**
悲观锁可以实现对于数据的串行化执行,比如syn,和lock都是悲观锁的代表,同时,悲观锁中又可以再细分为公平锁,非公平锁,可重入锁,等等
乐观锁:
乐观锁:会有一个版本号,每次操作数据会对版本号+1,再提交回数据时,会去校验是否比之前的版本大1 ,如果大1 ,则进行操作成功,这套机制的核心逻辑在于,如果在操作过程中,版本号只比原来大1 ,那么就意味着操作过程中没有人对他进行过修改,他的操作就是安全的,如果不大1,则数据被修改过,当然乐观锁还有一些变种的处理方式比如cas
乐观锁的典型代表:就是cas,利用cas进行无锁化机制加锁,var5 是操作前读取的内存值,while中的var1+var2 是预估值,如果预估值 == 内存值,则代表中间没有被人修改过,此时就将新值去替换 内存值
其中do while 是为了在操作失败时,再次进行自旋操作,即把之前的逻辑再操作一次。
int var5;do { var5 = this.getIntVolatile(var1, var2);} while(!this.compareAndSwapInt(var1, var2, var5, var5 + var4));return var5;
课程中的使用方式:
课程中的使用方式是没有像cas一样带自旋的操作,也没有对version的版本号+1 ,他的操作逻辑是在操作时,对版本号进行+1 操作,然后要求version 如果是1 的情况下,才能操作,那么第一个线程在操作后,数据库中的version变成了2,但是他自己满足version=1 ,所以没有问题,此时线程2执行,线程2 最后也需要加上条件version =1 ,但是现在由于线程1已经操作过了,所以线程2,操作时就不满足version=1 的条件了,所以线程2无法执行成功
3.6 乐观锁解决超卖问题
修改代码方案一、
VoucherOrderServiceImpl 在扣减库存时,改为:
boolean success = seckillVoucherService.update() .setSql("stock= stock -1") //set stock = stock -1 .eq("voucher_id", voucherId).eq("stock",voucher.getStock()).update(); //where id = ? and stock = " /> 3.6 优惠券秒杀-一人一单
需求:修改秒杀业务,要求同一个优惠券,一个用户只能下一单
现在的问题在于:
优惠卷是为了引流,但是目前的情况是,一个人可以无限制的抢这个优惠卷,所以我们应当增加一层逻辑,让一个用户只能下一个单,而不是让一个用户下多个单
具体操作逻辑如下:比如时间是否充足,如果时间充足,则进一步判断库存是否足够,然后再根据优惠卷id和用户id查询是否已经下过这个订单,如果下过这个订单,则不再下单,否则进行下单
VoucherOrderServiceImpl
初步代码:增加一人一单逻辑
@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) { // 1.查询优惠券 SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId); // 2.判断秒杀是否开始 if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀尚未开始!"); } // 3.判断秒杀是否已经结束 if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀已经结束!"); } // 4.判断库存是否充足 if (voucher.getStock() < 1) { // 库存不足 return Result.fail("库存不足!"); } // 5.一人一单逻辑 // 5.1.用户id Long userId = UserHolder.getUser().getId(); int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count(); // 5.2.判断是否存在 if (count > 0) { // 用户已经购买过了 return Result.fail("用户已经购买过一次!"); } //6,扣减库存 boolean success = seckillVoucherService.update() .setSql("stock= stock -1") .eq("voucher_id", voucherId).update(); if (!success) { //扣减库存 return Result.fail("库存不足!"); } //7.创建订单 VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder(); // 7.1.订单id long orderId = redisIdWorker.nextId("order"); voucherOrder.setId(orderId); voucherOrder.setUserId(userId); // 7.3.代金券id voucherOrder.setVoucherId(voucherId); save(voucherOrder); return Result.ok(orderId);}
**存在问题:**现在的问题还是和之前一样,并发过来,查询数据库,都不存在订单,所以我们还是需要加锁,但是乐观锁比较适合更新数据,而现在是插入数据,所以我们需要使用悲观锁操作
**注意:**在这里提到了非常多的问题,我们需要慢慢的来思考,首先我们的初始方案是封装了一个createVoucherOrder方法,同时为了确保他线程安全,在方法上添加了一把synchronized 锁
@Transactionalpublic synchronized Result createVoucherOrder(Long voucherId) {Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 5.1.查询订单 int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count(); // 5.2.判断是否存在 if (count > 0) { // 用户已经购买过了 return Result.fail("用户已经购买过一次!"); } // 6.扣减库存 boolean success = seckillVoucherService.update() .setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1 .eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = " />
但是以上做法依然有问题,因为你调用的方法,其实是this.的方式调用的,事务想要生效,还得利用代理来生效,所以这个地方,我们需要获得原始的事务对象, 来操作事务
3.7 集群环境下的并发问题
通过加锁可以解决在单机情况下的一人一单安全问题,但是在集群模式下就不行了。
1、我们将服务启动两份,端口分别为8081和8082:
2、然后修改nginx的conf目录下的nginx.conf文件,配置反向代理和负载均衡:
重启nginx
nginx.exe -s reload
具体操作(略)
有关锁失效原因分析
由于现在我们部署了多个tomcat,每个tomcat都有一个属于自己的jvm,那么假设在服务器A的tomcat内部,有两个线程,这两个线程由于使用的是同一份代码,那么他们的锁对象是同一个,是可以实现互斥的,但是如果现在是服务器B的tomcat内部,又有两个线程,但是他们的锁对象写的虽然和服务器A一样,但是锁对象却不是同一个,所以线程3和线程4可以实现互斥,但是却无法和线程1和线程2实现互斥,这就是 集群环境下,syn锁失效的原因,在这种情况下,我们就需要使用分布式锁来解决这个问题。
4、分布式锁
4.1 、基本原理和实现方式对比
分布式锁:满足分布式系统或集群模式下多进程可见并且互斥的锁。
分布式锁的核心思想就是让大家都使用同一把锁,只要大家使用的是同一把锁,那么我们就能锁住线程,不让线程进行,让程序串行执行,这就是分布式锁的核心思路
那么分布式锁他应该满足一些什么样的条件呢?
可见性:多个线程都能看到相同的结果,注意:这个地方说的可见性并不是并发编程中指的内存可见性,只是说多个进程之间都能感知到变化的意思
互斥:互斥是分布式锁的最基本的条件,使得程序串行执行
高可用:程序不易崩溃,时时刻刻都保证较高的可用性
高性能:由于加锁本身就让性能降低,所有对于分布式锁本身需要他就较高的加锁性能和释放锁性能
安全性:安全也是程序中必不可少的一环
常见的分布式锁有三种
Mysql:mysql本身就带有锁机制,但是由于mysql性能本身一般,所以采用分布式锁的情况下,其实使用mysql作为分布式锁比较少见
Redis:redis作为分布式锁是非常常见的一种使用方式,现在企业级开发中基本都使用redis或者zookeeper作为分布式锁,利用setnx这个方法,如果插入key成功,则表示获得到了锁,如果有人插入成功,其他人插入失败则表示无法获得到锁,利用这套逻辑来实现分布式锁
Zookeeper:zookeeper也是企业级开发中较好的一个实现分布式锁的方案,由于本套视频并不讲解zookeeper的原理和分布式锁的实现,所以不过多阐述
4.2 、Redis分布式锁的实现核心思路
实现分布式锁时需要实现的两个基本方法:
获取锁:
- 互斥:确保只能有一个线程获取锁
- 非阻塞:尝试一次,成功返回true,失败返回false
释放锁:
- 手动释放
- 超时释放:获取锁时添加一个超时时间
核心思路:
我们利用redis 的setNx 方法,当有多个线程进入时,我们就利用该方法,第一个线程进入时,redis 中就有这个key 了,返回了1,如果结果是1,则表示他抢到了锁,那么他去执行业务,然后再删除锁,退出锁逻辑,没有抢到锁的哥们,等待一定时间后重试即可
4.3 实现分布式锁版本一
- 加锁逻辑
锁的基本接口
public interface ILock { /** * 尝试获取锁 * @param timeoutSec 锁持有的超时时间,过期后自动释放 * @return true代表获取锁成功;false代表获取锁失败 */ boolean tryLock(long timeoutSec); /** * 释放锁 */ void unlock();}
SimpleRedisLock
利用setnx方法进行加锁,同时增加过期时间,防止死锁,此方法可以保证加锁和增加过期时间具有原子性
public class SimpleRedisLock implements ILock{ private String name; private StringRedisTemplate stringRedisTemplate; private static final String KEY_PREFIX = "lock:"; public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) { this.name = name; this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate; } @Override public boolean tryLock(long timeoutSec) { // 获取线程标识 long threadId = Thread.currentThread().getId(); // 获取锁 Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX+name, threadId+"", timeoutSec, TimeUnit.SECONDS); return Boolean.TRUE.equals(success); } @Override public void unlock() { // 释放锁 stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX+name); }}
修改业务代码
@Override public Result seckillVoucher(Long voucherId) { // 1.查询优惠券 SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId); // 2.判断秒杀是否开始 if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) { // 开始时间在当前时间之后未开始 // 尚未开始 return Result.fail("秒杀尚未开始!"); } // 3.判断秒杀是否已经结束 if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) { // 结束时间在当前时间之后 // 已经结束 return Result.fail("秒杀已经结束!"); } // 4.判断库存释放充足 if (voucher.getStock() < 1) { // 库存不足 return Result.fail("库存不足!"); } Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 创建锁对象 SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:"+userId,stringRedisTemplate); // 获取锁 boolean isLock = lock.tryLock(1200); // 判断是否获取锁成功 if (!isLock){ // 获取锁失败,返回错误或重试 return Result.fail("不允许重复下单"); } try { // 获取代理对象(事务) IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy(); return proxy.createVoucherOrder(voucherId); }finally { lock.unlock(); } }
4.4 Redis分布式锁误删情况说明
逻辑说明:
持有锁的线程在锁的内部出现了阻塞,导致他的锁自动释放,这时其他线程,线程2来尝试获得锁,就拿到了这把锁,然后线程2在持有锁执行过程中,线程1反应过来,继续执行,而线程1执行过程中,走到了删除锁逻辑,此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除,这就是误删别人锁的情况说明
解决方案:解决方案就是在每个线程释放锁的时候,去判断一下当前这把锁是否属于自己,如果属于自己,则不进行锁的删除,假设还是上边的情况,线程1卡顿,锁自动释放,线程2进入到锁的内部执行逻辑,此时线程1反应过来,然后删除锁,但是线程1,一看当前这把锁不是属于自己,于是不进行删除锁逻辑,当线程2走到删除锁逻辑时,如果没有卡过自动释放锁的时间点,则判断当前这把锁是属于自己的,于是删除这把锁。
4.5 解决Redis分布式锁误删问题
需求:修改之前的分布式锁实现,满足:在获取锁时存入线程标示(可以用UUID表示)
在释放锁时先获取锁中的线程标示,判断是否与当前线程标示一致
- 如果一致则释放锁
- 如果不一致则不释放锁
核心逻辑:在存入锁时,放入自己线程的标识,在删除锁时,判断当前这把锁的标识是不是自己存入的,如果是,则进行删除,如果不是,则不进行删除。
具体代码如下:加锁
private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";@Overridepublic boolean tryLock(long timeoutSec) { // 获取线程标示 String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId(); // 获取锁 Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue() .setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS); return Boolean.TRUE.equals(success);}
释放锁
public void unlock() { // 获取线程标示 String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId(); // 获取锁中的标示 String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name); // 判断标示是否一致 if(threadId.equals(id)) { // 释放锁 stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name); }}
有关代码实操说明:
在我们修改完此处代码后,我们重启工程,然后启动两个线程,第一个线程持有锁后,手动释放锁,第二个线程 此时进入到锁内部,再放行第一个线程,此时第一个线程由于锁的value值并非是自己,所以不能释放锁,也就无法删除别人的锁,此时第二个线程能够正确释放锁,通过这个案例初步说明我们解决了锁误删的问题。
4.6 分布式锁的原子性问题
更为极端的误删逻辑说明:
线程1现在持有锁之后,在执行业务逻辑过程中,他正准备删除锁,而且已经走到了条件判断的过程中,比如他已经拿到了当前这把锁确实是属于他自己的,正准备删除锁,但是此时他的锁到期了,那么此时线程2进来,但是线程1他会接着往后执行,当他卡顿结束后,他直接就会执行删除锁那行代码,相当于条件判断并没有起到作用,这就是删锁时的原子性问题,之所以有这个问题,是因为线程1的拿锁,比锁,删锁,实际上并不是原子性的,我们要防止刚才的情况发生,
4.7 Lua脚本解决多条命令原子性问题
Redis提供了Lua脚本功能,在一个脚本中编写多条Redis命令,确保多条命令执行时的原子性。Lua是一种编程语言,它的基本语法大家可以参考网站:https://www.runoob.com/lua/lua-tutorial.html,这里重点介绍Redis提供的调用函数,我们可以使用lua去操作redis,又能保证他的原子性,这样就可以实现拿锁比锁删锁是一个原子性动作了,作为Java程序员这一块并不作一个简单要求,并不需要大家过于精通,只需要知道他有什么作用即可。
这里重点介绍Redis提供的调用函数,语法如下:
redis.call('命令名称', 'key', '其它参数', ...)
例如,我们要执行set name jack,则脚本是这样:
# 执行 set name jackredis.call('set', 'name', 'jack')
例如,我们要先执行set name Rose,再执行get name,则脚本如下:
# 先执行 set name jackredis.call('set', 'name', 'Rose')# 再执行 get namelocal name = redis.call('get', 'name')# 返回return name
写好脚本以后,需要用Redis命令来调用脚本,调用脚本的常见命令如下:
例如,我们要执行 redis.call(‘set’, ‘name’, ‘jack’) 这个脚本,语法如下:
如果脚本中的key、value不想写死,可以作为参数传递。key类型参数会放入KEYS数组,其它参数会放入ARGV数组,在脚本中可以从KEYS和ARGV数组获取这些参数:
接下来我们来回一下我们释放锁的逻辑:
释放锁的业务流程是这样的
1、获取锁中的线程标示
2、判断是否与指定的标示(当前线程标示)一致
3、如果一致则释放锁(删除)
4、如果不一致则什么都不做
如果用Lua脚本来表示则是这样的:
最终我们操作redis的拿锁比锁删锁的lua脚本就会变成这样
-- 这里的 KEYS[1] 就是锁的key,这里的ARGV[1] 就是当前线程标示-- 获取锁中的标示,判断是否与当前线程标示一致if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then -- 一致,则删除锁 return redis.call('DEL', KEYS[1])end-- 不一致,则直接返回return 0
4.8 利用Java代码调用Lua脚本改造分布式锁
lua脚本本身并不需要大家花费太多时间去研究,只需要知道如何调用,大致是什么意思即可,所以在笔记中并不会详细的去解释这些lua表达式的含义。
我们的RedisTemplate中,可以利用execute方法去执行lua脚本,参数对应关系就如下图股
Java代码
private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT; static { UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>(); UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua")); UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class); }public void unlock() { // 调用lua脚本 stringRedisTemplate.execute( UNLOCK_SCRIPT, Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name), ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());}经过以上代码改造后,我们就能够实现 拿锁比锁删锁的原子性动作了~
小总结:
基于Redis的分布式锁实现思路:
- 利用set nx ex获取锁,并设置过期时间,保存线程标示
- 释放锁时先判断线程标示是否与自己一致,一致则删除锁
- 特性:
- 利用set nx满足互斥性
- 利用set ex保证故障时锁依然能释放,避免死锁,提高安全性
- 利用Redis集群保证高可用和高并发特性
笔者总结:我们一路走来,利用添加过期时间,防止死锁问题的发生,但是有了过期时间之后,可能出现误删别人锁的问题,这个问题我们开始是利用删之前 通过拿锁,比锁,删锁这个逻辑来解决的,也就是删之前判断一下当前这把锁是否是属于自己的,但是现在还有原子性问题,也就是我们没法保证拿锁比锁删锁是一个原子性的动作,最后通过lua表达式来解决这个问题
但是目前还剩下一个问题锁不住,什么是锁不住呢,你想一想,如果当过期时间到了之后,我们可以给他续期一下,比如续个30s,就好像是网吧上网, 网费到了之后,然后说,来,网管,再给我来10块的,是不是后边的问题都不会发生了,那么续期问题怎么解决呢,可以依赖于我们接下来要学习redission啦
测试逻辑:
第一个线程进来,得到了锁,手动删除锁,模拟锁超时了,其他线程会执行lua来抢锁,当第一天线程利用lua删除锁时,lua能保证他不能删除他的锁,第二个线程删除锁时,利用lua同样可以保证不会删除别人的锁,同时还能保证原子性。
5、分布式锁-redission
5.1 分布式锁-redission功能介绍
基于setnx实现的分布式锁存在下面的问题:
重入问题:重入问题是指 获得锁的线程可以再次进入到相同的锁的代码块中,可重入锁的意义在于防止死锁,比如HashTable这样的代码中,他的方法都是使用synchronized修饰的,假如他在一个方法内,调用另一个方法,那么此时如果是不可重入的,不就死锁了吗?所以可重入锁他的主要意义是防止死锁,我们的synchronized和Lock锁都是可重入的。
不可重试:是指目前的分布式只能尝试一次,我们认为合理的情况是:当线程在获得锁失败后,他应该能再次尝试获得锁。
**超时释放:**我们在加锁时增加了过期时间,这样的我们可以防止死锁,但是如果卡顿的时间超长,虽然我们采用了lua表达式防止删锁的时候,误删别人的锁,但是毕竟没有锁住,有安全隐患
主从一致性: 如果Redis提供了主从集群,当我们向集群写数据时,主机需要异步的将数据同步给从机,而万一在同步过去之前,主机宕机了,就会出现死锁问题。
那么什么是Redission呢
Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格(In-Memory Data Grid)。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象,还提供了许多分布式服务,其中就包含了各种分布式锁的实现。
Redission提供了分布式锁的多种多样的功能
5.2 分布式锁-Redission快速入门
引入依赖:
<dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId><version>3.13.6</version></dependency>
配置Redisson客户端:
@Configurationpublic class RedissonConfig { @Bean public RedissonClient redissonClient(){ // 配置 Config config = new Config(); config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.150.101:6379") .setPassword("123321"); // 创建RedissonClient对象 return Redisson.create(config); }}
如何使用Redission的分布式锁
@Resourceprivate RedissionClient redissonClient;@Testvoid testRedisson() throws Exception{ //获取锁(可重入),指定锁的名称 RLock lock = redissonClient.getLock("anyLock"); //尝试获取锁,参数分别是:获取锁的最大等待时间(期间会重试),锁自动释放时间,时间单位 boolean isLock = lock.tryLock(1,10,TimeUnit.SECONDS); //判断获取锁成功 if(isLock){ try{ System.out.println("执行业务"); }finally{ //释放锁 lock.unlock(); } } }
在 VoucherOrderServiceImpl
注入RedissonClient
@Resourceprivate RedissonClient redissonClient;@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) { // 1.查询优惠券 SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId); // 2.判断秒杀是否开始 if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀尚未开始!"); } // 3.判断秒杀是否已经结束 if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) { // 尚未开始 return Result.fail("秒杀已经结束!"); } // 4.判断库存是否充足 if (voucher.getStock() < 1) { // 库存不足 return Result.fail("库存不足!"); } Long userId = UserHolder.getUser().getId(); //创建锁对象 这个代码不用了,因为我们现在要使用分布式锁 //SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate); RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId); //获取锁对象 boolean isLock = lock.tryLock(); //加锁失败 if (!isLock) { return Result.fail("不允许重复下单"); } try { //获取代理对象(事务) IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy(); return proxy.createVoucherOrder(voucherId); } finally { //释放锁 lock.unlock(); } }
5.3 分布式锁-redission可重入锁原理
在Lock锁中,他是借助于底层的一个voaltile的一个state变量来记录重入的状态的,比如当前没有人持有这把锁,那么state=0,假如有人持有这把锁,那么state=1,如果持有这把锁的人再次持有这把锁,那么state就会+1 ,如果是对于synchronized而言,他在c语言代码中会有一个count,原理和state类似,也是重入一次就加一,释放一次就-1 ,直到减少成0 时,表示当前这把锁没有被人持有。
在redission中,我们的也支持支持可重入锁
在分布式锁中,他采用hash结构用来存储锁,其中大key表示表示这把锁是否存在,用小key表示当前这把锁被哪个线程持有,所以接下来我们一起分析一下当前的这个lua表达式
这个地方一共有3个参数
KEYS[1] : 锁名称
ARGV[1]: 锁失效时间
ARGV[2]: id + “:” + threadId; 锁的小key
exists: 判断数据是否存在 name:是lock是否存在,如果==0,就表示当前这把锁不存在
redis.call(‘hset’, KEYS[1], ARGV[2], 1);此时他就开始往redis里边去写数据 ,写成一个hash结构
Lock{
id + “:” + threadId : 1
}
如果当前这把锁存在,则第一个条件不满足,再判断
redis.call(‘hexists’, KEYS[1], ARGV[2]) == 1
此时需要通过大key+小key判断当前这把锁是否是属于自己的,如果是自己的,则进行
redis.call(‘hincrby’, KEYS[1], ARGV[2], 1)
将当前这个锁的value进行+1 ,redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[1]); 然后再对其设置过期时间,如果以上两个条件都不满足,则表示当前这把锁抢锁失败,最后返回pttl,即为当前这把锁的失效时间
如果小伙帮们看了前边的源码, 你会发现他会去判断当前这个方法的返回值是否为null,如果是null,则对应则前两个if对应的条件,退出抢锁逻辑,如果返回的不是null,即走了第三个分支,在源码处会进行while(true)的自旋抢锁。
"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " + "redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " + "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " + "return nil; " + "end; " + "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " + "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " + "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " + "return nil; " + "end; " + "return redis.call('pttl', KEYS[1]);"
5.4 分布式锁-redission锁重试和WatchDog机制
说明:由于课程中已经说明了有关tryLock的源码解析以及其看门狗原理,所以笔者在这里给大家分析lock()方法的源码解析,希望大家在学习过程中,能够掌握更多的知识
抢锁过程中,获得当前线程,通过tryAcquire进行抢锁,该抢锁逻辑和之前逻辑相同
1、先判断当前这把锁是否存在,如果不存在,插入一把锁,返回null
2、判断当前这把锁是否是属于当前线程,如果是,则返回null
所以如果返回是null,则代表着当前这哥们已经抢锁完毕,或者可重入完毕,但是如果以上两个条件都不满足,则进入到第三个条件,返回的是锁的失效时间,同学们可以自行往下翻一点点,你能发现有个while( true) 再次进行tryAcquire进行抢锁
long threadId = Thread.currentThread().getId();Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);// lock acquiredif (ttl == null) { return;}
接下来会有一个条件分支,因为lock方法有重载方法,一个是带参数,一个是不带参数,如果带带参数传入的值是-1,如果传入参数,则leaseTime是他本身,所以如果传入了参数,此时leaseTime != -1 则会进去抢锁,抢锁的逻辑就是之前说的那三个逻辑
if (leaseTime != -1) { return tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);}
如果是没有传入时间,则此时也会进行抢锁, 而且抢锁时间是默认看门狗时间 commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout()
ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) 这句话相当于对以上抢锁进行了监听,也就是说当上边抢锁完毕后,此方法会被调用,具体调用的逻辑就是去后台开启一个线程,进行续约逻辑,也就是看门狗线程
RFuture<Long> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> { if (e != null) { return; } // lock acquired if (ttlRemaining == null) { scheduleExpirationRenewal(threadId); }});return ttlRemainingFuture;
此逻辑就是续约逻辑,注意看commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout() 此方法
Method( new TimerTask() {},参数2 ,参数3 )
指的是:通过参数2,参数3 去描述什么时候去做参数1的事情,现在的情况是:10s之后去做参数一的事情
因为锁的失效时间是30s,当10s之后,此时这个timeTask 就触发了,他就去进行续约,把当前这把锁续约成30s,如果操作成功,那么此时就会递归调用自己,再重新设置一个timeTask(),于是再过10s后又再设置一个timerTask,完成不停的续约
那么大家可以想一想,假设我们的线程出现了宕机他还会续约吗?当然不会,因为没有人再去调用renewExpiration这个方法,所以等到时间之后自然就释放了。
private void renewExpiration() { ExpirationEntry ee = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName()); if (ee == null) { return; } Timeout task = commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() { @Override public void run(Timeout timeout) throws Exception { ExpirationEntry ent = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName()); if (ent == null) { return; } Long threadId = ent.getFirstThreadId(); if (threadId == null) { return; } RFuture<Boolean> future = renewExpirationAsync(threadId); future.onComplete((res, e) -> { if (e != null) { log.error("Can't update lock " + getName() + " expiration", e); return; } if (res) { // reschedule itself renewExpiration(); } }); } }, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS); ee.setTimeout(task);}
5.5 分布式锁-redission锁的MutiLock原理
为了提高redis的可用性,我们会搭建集群或者主从,现在以主从为例
此时我们去写命令,写在主机上, 主机会将数据同步给从机,但是假设在主机还没有来得及把数据写入到从机去的时候,此时主机宕机,哨兵会发现主机宕机,并且选举一个slave变成master,而此时新的master中实际上并没有锁信息,此时锁信息就已经丢掉了。
为了解决这个问题,redission提出来了MutiLock锁,使用这把锁咱们就不使用主从了,每个节点的地位都是一样的, 这把锁加锁的逻辑需要写入到每一个主丛节点上,只有所有的服务器都写入成功,此时才是加锁成功,假设现在某个节点挂了,那么他去获得锁的时候,只要有一个节点拿不到,都不能算是加锁成功,就保证了加锁的可靠性。
那么MutiLock 加锁原理是什么呢?笔者画了一幅图来说明
当我们去设置了多个锁时,redission会将多个锁添加到一个集合中,然后用while循环去不停去尝试拿锁,但是会有一个总共的加锁时间,这个时间是用需要加锁的个数 * 1500ms ,假设有3个锁,那么时间就是4500ms,假设在这4500ms内,所有的锁都加锁成功, 那么此时才算是加锁成功,如果在4500ms有线程加锁失败,则会再次去进行重试.
6、秒杀优化
6.1 秒杀优化-异步秒杀思路
我们来回顾一下下单流程
当用户发起请求,此时会请求nginx,nginx会访问到tomcat,而tomcat中的程序,会进行串行操作,分成如下几个步骤
1、查询优惠卷
2、判断秒杀库存是否足够
3、查询订单
4、校验是否是一人一单
5、扣减库存
6、创建订单
在这六步操作中,又有很多操作是要去操作数据库的,而且还是一个线程串行执行, 这样就会导致我们的程序执行的很慢,所以我们需要异步程序执行,那么如何加速呢?
在这里笔者想给大家分享一下课程内没有的思路,看看有没有小伙伴这么想,比如,我们可以不可以使用异步编排来做,或者说我开启N多线程,N多个线程,一个线程执行查询优惠卷,一个执行判断扣减库存,一个去创建订单等等,然后再统一做返回,这种做法和课程中有哪种好呢?答案是课程中的好,因为如果你采用我刚说的方式,如果访问的人很多,那么线程池中的线程可能一下子就被消耗完了,而且你使用上述方案,最大的特点在于,你觉得时效性会非常重要,但是你想想是吗?并不是,比如我只要确定他能做这件事,然后我后边慢慢做就可以了,我并不需要他一口气做完这件事,所以我们应当采用的是课程中,类似消息队列的方式来完成我们的需求,而不是使用线程池或者是异步编排的方式来完成这个需求
优化方案:我们将耗时比较短的逻辑判断放入到redis中,比如是否库存足够,比如是否一人一单,这样的操作,只要这种逻辑可以完成,就意味着我们是一定可以下单完成的,我们只需要进行快速的逻辑判断,根本就不用等下单逻辑走完,我们直接给用户返回成功, 再在后台开一个线程,后台线程慢慢的去执行queue里边的消息,这样程序不就超级快了吗?而且也不用担心线程池消耗殆尽的问题,因为这里我们的程序中并没有手动使用任何线程池,当然这里边有两个难点
第一个难点是我们怎么在redis中去快速校验一人一单,还有库存判断
第二个难点是由于我们校验和tomct下单是两个线程,那么我们如何知道到底哪个单他最后是否成功,或者是下单完成,为了完成这件事我们在redis操作完之后,我们会将一些信息返回给前端,同时也会把这些信息丢到异步queue中去,后续操作中,可以通过这个id来查询我们tomcat中的下单逻辑是否完成了。
我们现在来看看整体思路:当用户下单之后,判断库存是否充足只需要导redis中去根据key找对应的value是否大于0即可,如果不充足,则直接结束,如果充足,继续在redis中判断用户是否可以下单,如果set集合中没有这条数据,说明他可以下单,如果set集合中没有这条记录,则将userId和优惠卷存入到redis中,并且返回0,整个过程需要保证是原子性的,我们可以使用lua来操作
当以上判断逻辑走完之后,我们可以判断当前redis中返回的结果是否是0 ,如果是0,则表示可以下单,则将之前说的信息存入到到queue中去,然后返回,然后再来个线程异步的下单,前端可以通过返回的订单id来判断是否下单成功。
6.2 秒杀优化-Redis完成秒杀资格判断
需求:
新增秒杀优惠券的同时,将优惠券信息保存到Redis中
基于Lua脚本,判断秒杀库存、一人一单,决定用户是否抢购成功
如果抢购成功,将优惠券id和用户id封装后存入阻塞队列
开启线程任务,不断从阻塞队列中获取信息,实现异步下单功能
VoucherServiceImpl
@Override@Transactionalpublic void addSeckillVoucher(Voucher voucher) { // 保存优惠券 save(voucher); // 保存秒杀信息 SeckillVoucher seckillVoucher = new SeckillVoucher(); seckillVoucher.setVoucherId(voucher.getId()); seckillVoucher.setStock(voucher.getStock()); seckillVoucher.setBeginTime(voucher.getBeginTime()); seckillVoucher.setEndTime(voucher.getEndTime()); seckillVoucherService.save(seckillVoucher); // 保存秒杀库存到Redis中 //SECKILL_STOCK_KEY 这个变量定义在RedisConstans中 //private static final String SECKILL_STOCK_KEY ="seckill:stock:" stringRedisTemplate.opsForValue().set(SECKILL_STOCK_KEY + voucher.getId(), voucher.getStock().toString());}
完整lua表达式
-- 1.参数列表-- 1.1.优惠券idlocal voucherId = ARGV[1]-- 1.2.用户idlocal userId = ARGV[2]-- 1.3.订单idlocal orderId = ARGV[3]-- 2.数据key-- 2.1.库存keylocal stockKey = 'seckill:stock:' .. voucherId-- 2.2.订单keylocal orderKey = 'seckill:order:' .. voucherId-- 3.脚本业务-- 3.1.判断库存是否充足 get stockKeyif(tonumber(redis.call('get', stockKey)) <= 0) then -- 3.2.库存不足,返回1 return 1end-- 3.2.判断用户是否下单 SISMEMBER orderKey userIdif(redis.call('sismember', orderKey, userId) == 1) then -- 3.3.存在,说明是重复下单,返回2 return 2end-- 3.4.扣库存 incrby stockKey -1redis.call('incrby', stockKey, -1)-- 3.5.下单(保存用户)sadd orderKey userIdredis.call('sadd', orderKey, userId)-- 3.6.发送消息到队列中, XADD stream.orders * k1 v1 k2 v2 ...redis.call('xadd', 'stream.orders', '*', 'userId', userId, 'voucherId', voucherId, 'id', orderId)return 0
当以上lua表达式执行完毕后,剩下的就是根据步骤3,4来执行我们接下来的任务了
VoucherOrderServiceImpl
@Overridepublic Result seckillVoucher(Long voucherId) { //获取用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); long orderId = redisIdWorker.nextId("order"); // 1.执行lua脚本 Long result = stringRedisTemplate.execute( SECKILL_SCRIPT, Collections.emptyList(), voucherId.toString(), userId.toString(), String.valueOf(orderId) ); int r = result.intValue(); // 2.判断结果是否为0 if (r != 0) { // 2.1.不为0 ,代表没有购买资格 return Result.fail(r == 1 " />
使用队列的好处在于 **解耦:**所谓解耦,举一个生活中的例子就是:快递员(生产者)把快递放到快递柜里边(Message Queue)去,我们(消费者)从快递柜里边去拿东西,这就是一个异步,如果耦合,那么这个快递员相当于直接把快递交给你,这事固然好,但是万一你不在家,那么快递员就会一直等你,这就浪费了快递员的时间,所以这种思想在我们日常开发中,是非常有必要的。 这种场景在我们秒杀中就变成了:我们下单之后,利用redis去进行校验下单条件,再通过队列把消息发送出去,然后再启动一个线程去消费这个消息,完成解耦,同时也加快我们的响应速度。
这里我们可以使用一些现成的mq,比如kafka,rabbitmq等等,但是呢,如果没有安装mq,我们也可以直接使用redis提供的mq方案,降低我们的部署和学习成本。
7.2 Redis消息队列-基于List实现消息队列
基于List结构模拟消息队列
消息队列(Message Queue),字面意思就是存放消息的队列。而Redis的list数据结构是一个双向链表,很容易模拟出队列效果。
队列是入口和出口不在一边,因此我们可以利用:LPUSH 结合 RPOP、或者 RPUSH 结合 LPOP来实现。
不过要注意的是,当队列中没有消息时RPOP或LPOP操作会返回null,并不像JVM的阻塞队列那样会阻塞并等待消息。因此这里应该使用BRPOP或者BLPOP来实现阻塞效果。
基于List的消息队列有哪些优缺点?
优点:
- 利用Redis存储,不受限于JVM内存上限
- 基于Redis的持久化机制,数据安全性有保证
- 可以满足消息有序性
缺点:
- 无法避免消息丢失
- 只支持单消费者
7.3 Redis消息队列-基于PubSub的消息队列
PubSub(发布订阅)是Redis2.0版本引入的消息传递模型。顾名思义,消费者可以订阅一个或多个channel,生产者向对应channel发送消息后,所有订阅者都能收到相关消息。
SUBSCRIBE channel [channel] :订阅一个或多个频道
PUBLISH channel msg :向一个频道发送消息
PSUBSCRIBE pattern[pattern] :订阅与pattern格式匹配的所有频道
基于PubSub的消息队列有哪些优缺点?
优点:
- 采用发布订阅模型,支持多生产、多消费
缺点:
- 不支持数据持久化
- 无法避免消息丢失
- 消息堆积有上限,超出时数据丢失
7.4 Redis消息队列-基于Stream的消息队列
Stream 是 Redis 5.0 引入的一种新数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。
发送消息的命令:
例如:
读取消息的方式之一:XREAD
例如,使用XREAD读取第一个消息:
XREAD阻塞方式,读取最新的消息:
在业务开发中,我们可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息,从而实现持续监听队列的效果,伪代码如下
注意:当我们指定起始ID为$时,代表读取最新的消息,如果我们处理一条消息的过程中,又有超过1条以上的消息到达队列,则下次获取时也只能获取到最新的一条,会出现漏读消息的问题
STREAM类型消息队列的XREAD命令特点:
- 消息可回溯
- 一个消息可以被多个消费者读取
- 可以阻塞读取
- 有消息漏读的风险
7.4 Redis消息队列-基于Stream的消息队列
Stream 是 Redis 5.0 引入的一种新数据类型,可以实现一个功能非常完善的消息队列。
发送消息的命令:
例如:
读取消息的方式之一:XREAD
例如,使用XREAD读取第一个消息:
XREAD阻塞方式,读取最新的消息:
在业务开发中,我们可以循环的调用XREAD阻塞方式来查询最新消息,从而实现持续监听队列的效果,伪代码如下
注意:当我们指定起始ID为$时,代表读取最新的消息,如果我们处理一条消息的过程中,又有超过1条以上的消息到达队列,则下次获取时也只能获取到最新的一条,会出现漏读消息的问题
STREAM类型消息队列的XREAD命令特点:
- 消息可回溯
- 一个消息可以被多个消费者读取
- 可以阻塞读取
- 有消息漏读的风险
7.5 Redis消息队列-基于Stream的消息队列-消费者组
消费者组(Consumer Group):将多个消费者划分到一个组中,监听同一个队列。具备下列特点:
创建消费者组:
key:队列名称
groupName:消费者组名称
ID:起始ID标示,$代表队列中最后一个消息,0则代表队列中第一个消息
MKSTREAM:队列不存在时自动创建队列
其它常见命令:
删除指定的消费者组
XGROUP DESTORY key groupName
给指定的消费者组添加消费者
XGROUP CREATECONSUMER key groupname consumername
删除消费者组中的指定消费者
XGROUP DELCONSUMER key groupname consumername
从消费者组读取消息:
XREADGROUP GROUP group consumer [COUNT count] [BLOCK milliseconds] [NOACK] STREAMS key [key ...] ID [ID ...]
- group:消费组名称
- consumer:消费者名称,如果消费者不存在,会自动创建一个消费者
- count:本次查询的最大数量
- BLOCK milliseconds:当没有消息时最长等待时间
- NOACK:无需手动ACK,获取到消息后自动确认
- STREAMS key:指定队列名称
- ID:获取消息的起始ID:
“>”:从下一个未消费的消息开始
其它:根据指定id从pending-list中获取已消费但未确认的消息,例如0,是从pending-list中的第一个消息开始
消费者监听消息的基本思路:
STREAM类型消息队列的XREADGROUP命令特点:
- 消息可回溯
- 可以多消费者争抢消息,加快消费速度
- 可以阻塞读取
- 没有消息漏读的风险
- 有消息确认机制,保证消息至少被消费一次
最后我们来个小对比
7.6 基于Redis的Stream结构作为消息队列,实现异步秒杀下单
需求:
- 创建一个Stream类型的消息队列,名为stream.orders
- 修改之前的秒杀下单Lua脚本,在认定有抢购资格后,直接向stream.orders中添加消息,内容包含voucherId、userId、orderId
- 项目启动时,开启一个线程任务,尝试获取stream.orders中的消息,完成下单\
修改lua表达式,新增3.6
VoucherOrderServiceImpl
private class VoucherOrderHandler implements Runnable { @Override public void run() { while (true) { try { // 1.获取消息队列中的订单信息 XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS s1 > List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read( Consumer.from("g1", "c1"), StreamReadOptions.empty().count(1).block(Duration.ofSeconds(2)), StreamOffset.create("stream.orders", ReadOffset.lastConsumed()) ); // 2.判断订单信息是否为空 if (list == null || list.isEmpty()) { // 如果为null,说明没有消息,继续下一次循环 continue; } // 解析数据 MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0); Map<Object, Object> value = record.getValue(); VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true); // 3.创建订单 createVoucherOrder(voucherOrder); // 4.确认消息 XACK stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge("s1", "g1", record.getId()); } catch (Exception e) { log.error("处理订单异常", e); //处理异常消息 handlePendingList(); } } } private void handlePendingList() { while (true) { try { // 1.获取pending-list中的订单信息 XREADGROUP GROUP g1 c1 COUNT 1 BLOCK 2000 STREAMS s1 0 List<MapRecord<String, Object, Object>> list = stringRedisTemplate.opsForStream().read( Consumer.from("g1", "c1"), StreamReadOptions.empty().count(1), StreamOffset.create("stream.orders", ReadOffset.from("0")) ); // 2.判断订单信息是否为空 if (list == null || list.isEmpty()) { // 如果为null,说明没有异常消息,结束循环 break; } // 解析数据 MapRecord<String, Object, Object> record = list.get(0); Map<Object, Object> value = record.getValue(); VoucherOrder voucherOrder = BeanUtil.fillBeanWithMap(value, new VoucherOrder(), true); // 3.创建订单 createVoucherOrder(voucherOrder); // 4.确认消息 XACK stringRedisTemplate.opsForStream().acknowledge("s1", "g1", record.getId()); } catch (Exception e) { log.error("处理pendding订单异常", e); try{ Thread.sleep(20); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } } }}
8、达人探店
8.1、达人探店-发布探店笔记
发布探店笔记
探店笔记类似点评网站的评价,往往是图文结合。对应的表有两个:
tb_blog:探店笔记表,包含笔记中的标题、文字、图片等
tb_blog_comments:其他用户对探店笔记的评价
具体发布流程
上传接口
@Slf4j@RestController@RequestMapping("upload")public class UploadController { @PostMapping("blog") public Result uploadImage(@RequestParam("file") MultipartFile image) { try { // 获取原始文件名称 String originalFilename = image.getOriginalFilename(); // 生成新文件名 String fileName = createNewFileName(originalFilename); // 保存文件 image.transferTo(new File(SystemConstants.IMAGE_UPLOAD_DIR, fileName)); // 返回结果 log.debug("文件上传成功,{}", fileName); return Result.ok(fileName); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException("文件上传失败", e); } }}
注意:同学们在操作时,需要修改SystemConstants.IMAGE_UPLOAD_DIR 自己图片所在的地址,在实际开发中图片一般会放在nginx上或者是云存储上。
BlogController
@RestController@RequestMapping("/blog")public class BlogController { @Resource private IBlogService blogService; @PostMapping public Result saveBlog(@RequestBody Blog blog) { //获取登录用户 UserDTO user = UserHolder.getUser(); blog.setUpdateTime(user.getId()); //保存探店博文 blogService.saveBlog(blog); //返回id return Result.ok(blog.getId()); }}
8.2 达人探店-查看探店笔记
实现查看发布探店笔记的接口
实现代码:
BlogServiceImpl
@Overridepublic Result queryBlogById(Long id) { // 1.查询blog Blog blog = getById(id); if (blog == null) { return Result.fail("笔记不存在!"); } // 2.查询blog有关的用户 queryBlogUser(blog); return Result.ok(blog);}
8.3 达人探店-点赞功能
初始代码
@GetMapping("/likes/{id}")public Result queryBlogLikes(@PathVariable("id") Long id) { //修改点赞数量 blogService.update().setSql("liked = liked +1 ").eq("id",id).update(); return Result.ok();}
问题分析:这种方式会导致一个用户无限点赞,明显是不合理的
造成这个问题的原因是,我们现在的逻辑,发起请求只是给数据库+1,所以才会出现这个问题
完善点赞功能
需求:
- 同一个用户只能点赞一次,再次点击则取消点赞
- 如果当前用户已经点赞,则点赞按钮高亮显示(前端已实现,判断字段Blog类的isLike属性)
实现步骤:
- 给Blog类中添加一个isLike字段,标示是否被当前用户点赞
- 修改点赞功能,利用Redis的set集合判断是否点赞过,未点赞过则点赞数+1,已点赞过则点赞数-1
- 修改根据id查询Blog的业务,判断当前登录用户是否点赞过,赋值给isLike字段
- 修改分页查询Blog业务,判断当前登录用户是否点赞过,赋值给isLike字段
为什么采用set集合:
因为我们的数据是不能重复的,当用户操作过之后,无论他怎么操作,都是
具体步骤:
1、在Blog 添加一个字段
@TableField(exist = false)private Boolean isLike;
2、修改代码
@Override public Result likeBlog(Long id){ // 1.获取登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 2.判断当前登录用户是否已经点赞 String key = BLOG_LIKED_KEY + id; Boolean isMember = stringRedisTemplate.opsForSet().isMember(key, userId.toString()); if(BooleanUtil.isFalse(isMember)){ //3.如果未点赞,可以点赞 //3.1 数据库点赞数+1 boolean isSuccess = update().setSql("liked = liked + 1").eq("id", id).update(); //3.2 保存用户到Redis的set集合 if(isSuccess){ stringRedisTemplate.opsForSet().add(key,userId.toString()); } }else{ //4.如果已点赞,取消点赞 //4.1 数据库点赞数-1 boolean isSuccess = update().setSql("liked = liked - 1").eq("id", id).update(); //4.2 把用户从Redis的set集合移除 if(isSuccess){ stringRedisTemplate.opsForSet().remove(key,userId.toString()); } }
8.4 达人探店-点赞排行榜
在探店笔记的详情页面,应该把给该笔记点赞的人显示出来,比如最早点赞的TOP5,形成点赞排行榜:
之前的点赞是放到set集合,但是set集合是不能排序的,所以这个时候,咱们可以采用一个可以排序的set集合,就是咱们的sortedSet
我们接下来来对比一下这些集合的区别是什么
所有点赞的人,需要是唯一的,所以我们应当使用set或者是sortedSet
其次我们需要排序,就可以直接锁定使用sortedSet啦
修改代码
BlogServiceImpl
点赞逻辑代码
@Override public Result likeBlog(Long id) { // 1.获取登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 2.判断当前登录用户是否已经点赞 String key = BLOG_LIKED_KEY + id; Double score = stringRedisTemplate.opsForZSet().score(key, userId.toString()); if (score == null) { // 3.如果未点赞,可以点赞 // 3.1.数据库点赞数 + 1 boolean isSuccess = update().setSql("liked = liked + 1").eq("id", id).update(); // 3.2.保存用户到Redis的set集合 zadd key value score if (isSuccess) { stringRedisTemplate.opsForZSet().add(key, userId.toString(), System.currentTimeMillis()); } } else { // 4.如果已点赞,取消点赞 // 4.1.数据库点赞数 -1 boolean isSuccess = update().setSql("liked = liked - 1").eq("id", id).update(); // 4.2.把用户从Redis的set集合移除 if (isSuccess) { stringRedisTemplate.opsForZSet().remove(key, userId.toString()); } } return Result.ok(); } private void isBlogLiked(Blog blog) { // 1.获取登录用户 UserDTO user = UserHolder.getUser(); if (user == null) { // 用户未登录,无需查询是否点赞 return; } Long userId = user.getId(); // 2.判断当前登录用户是否已经点赞 String key = "blog:liked:" + blog.getId(); Double score = stringRedisTemplate.opsForZSet().score(key, userId.toString()); blog.setIsLike(score != null); }
点赞列表查询列表
BlogController
@GetMapping("/likes/{id}")public Result queryBlogLikes(@PathVariable("id") Long id) { return blogService.queryBlogLikes(id);}
BlogService
@Overridepublic Result queryBlogLikes(Long id) { String key = BLOG_LIKED_KEY + id; // 1.查询top5的点赞用户 zrange key 0 4 Set<String> top5 = stringRedisTemplate.opsForZSet().range(key, 0, 4); if (top5 == null || top5.isEmpty()) { return Result.ok(Collections.emptyList()); } // 2.解析出其中的用户id List<Long> ids = top5.stream().map(Long::valueOf).collect(Collectors.toList()); String idStr = StrUtil.join(",", ids); // 3.根据用户id查询用户 WHERE id IN ( 5 , 1 ) ORDER BY FIELD(id, 5, 1) List<UserDTO> userDTOS = userService.query() .in("id", ids).last("ORDER BY FIELD(id," + idStr + ")").list() .stream() .map(user -> BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class)) .collect(Collectors.toList()); // 4.返回 return Result.ok(userDTOS);}
9、好友关注
9.1 好友关注-关注和取消关注
针对用户的操作:可以对用户进行关注和取消关注功能。
实现思路:
需求:基于该表数据结构,实现两个接口:
- 关注和取关接口
- 判断是否关注的接口
关注是User之间的关系,是博主与粉丝的关系,数据库中有一张tb_follow表来标示:
注意: 这里需要把主键修改为自增长,简化开发。
FollowController
//关注@PutMapping("/{id}/{isFollow}")public Result follow(@PathVariable("id") Long followUserId, @PathVariable("isFollow") Boolean isFollow) { return followService.follow(followUserId, isFollow);}//取消关注@GetMapping("/or/not/{id}")public Result isFollow(@PathVariable("id") Long followUserId) { return followService.isFollow(followUserId);}
FollowService
取消关注service@Overridepublic Result isFollow(Long followUserId) { // 1.获取登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 2.查询是否关注 select count(*) from tb_follow where user_id = " /> // UserController 根据id查询用户@GetMapping("/{id}")public Result queryUserById(@PathVariable("id") Long userId){// 查询详情User user = userService.getById(userId);if (user == null) {return Result.ok();}UserDTO userDTO = BeanUtil.copyProperties(user, UserDTO.class);// 返回return Result.ok(userDTO);}// BlogController 根据id查询博主的探店笔记@GetMapping("/of/user")public Result queryBlogByUserId(@RequestParam(value = "current", defaultValue = "1") Integer current,@RequestParam("id") Long id) {// 根据用户查询Page<Blog> page = blogService.query().eq("user_id", id).page(new Page<>(current, SystemConstants.MAX_PAGE_SIZE));// 获取当前页数据List<Blog> records = page.getRecords();return Result.ok(records);}
接下来我们来看看共同关注如何实现:
需求:利用Redis中恰当的数据结构,实现共同关注功能。在博主个人页面展示出当前用户与博主的共同关注呢。
当然是使用我们之前学习过的set集合咯,在set集合中,有交集并集补集的api,我们可以把两人的关注的人分别放入到一个set集合中,然后再通过api去查看这两个set集合中的交集数据。
我们先来改造当前的关注列表
改造原因是因为我们需要在用户关注了某位用户后,需要将数据放入到set集合中,方便后续进行共同关注,同时当取消关注时,也需要从set集合中进行删除
FollowServiceImpl
@Overridepublic Result follow(Long followUserId, Boolean isFollow) { // 1.获取登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); String key = "follows:" + userId; // 1.判断到底是关注还是取关 if (isFollow) { // 2.关注,新增数据 Follow follow = new Follow(); follow.setUserId(userId); follow.setFollowUserId(followUserId); boolean isSuccess = save(follow); if (isSuccess) { // 把关注用户的id,放入redis的set集合 sadd userId followerUserId stringRedisTemplate.opsForSet().add(key, followUserId.toString()); } } else { // 3.取关,删除 delete from tb_follow where user_id = " />
对于新型的Feed流的的效果:不需要我们用户再去推送信息,而是系统分析用户到底想要什么,然后直接把内容推送给用户,从而使用户能够更加的节约时间,不用主动去寻找。
Feed流的实现有两种模式:Feed流产品有两种常见模式:
Timeline:不做内容筛选,简单的按照内容发布时间排序,常用于好友或关注。例如朋友圈
- 优点:信息全面,不会有缺失。并且实现也相对简单
- 缺点:信息噪音较多,用户不一定感兴趣,内容获取效率低
智能排序:利用智能算法屏蔽掉违规的、用户不感兴趣的内容。推送用户感兴趣信息来吸引用户
- 优点:投喂用户感兴趣信息,用户粘度很高,容易沉迷
- 缺点:如果算法不精准,可能起到反作用
本例中的个人页面,是基于关注的好友来做Feed流,因此采用Timeline的模式。该模式的实现方案有三种:
我们本次针对好友的操作,采用的就是Timeline的方式,只需要拿到我们关注用户的信息,然后按照时间排序即可
,因此采用Timeline的模式。该模式的实现方案有三种:
- 拉模式
- 推模式
- 推拉结合
拉模式:也叫做读扩散
该模式的核心含义就是:当张三和李四和王五发了消息后,都会保存在自己的邮箱中,假设赵六要读取信息,那么他会从读取他自己的收件箱,此时系统会从他关注的人群中,把他关注人的信息全部都进行拉取,然后在进行排序
优点:比较节约空间,因为赵六在读信息时,并没有重复读取,而且读取完之后可以把他的收件箱进行清楚。
缺点:比较延迟,当用户读取数据时才去关注的人里边去读取数据,假设用户关注了大量的用户,那么此时就会拉取海量的内容,对服务器压力巨大。
推模式:也叫做写扩散。
推模式是没有写邮箱的,当张三写了一个内容,此时会主动的把张三写的内容发送到他的粉丝收件箱中去,假设此时李四再来读取,就不用再去临时拉取了
优点:时效快,不用临时拉取
缺点:内存压力大,假设一个大V写信息,很多人关注他, 就会写很多分数据到粉丝那边去
推拉结合模式:也叫做读写混合,兼具推和拉两种模式的优点。
推拉模式是一个折中的方案,站在发件人这一段,如果是个普通的人,那么我们采用写扩散的方式,直接把数据写入到他的粉丝中去,因为普通的人他的粉丝关注量比较小,所以这样做没有压力,如果是大V,那么他是直接将数据先写入到一份到发件箱里边去,然后再直接写一份到活跃粉丝收件箱里边去,现在站在收件人这端来看,如果是活跃粉丝,那么大V和普通的人发的都会直接写入到自己收件箱里边来,而如果是普通的粉丝,由于他们上线不是很频繁,所以等他们上线时,再从发件箱里边去拉信息。
9.4 好友关注-推送到粉丝收件箱
需求:
- 修改新增探店笔记的业务,在保存blog到数据库的同时,推送到粉丝的收件箱
- 收件箱满足可以根据时间戳排序,必须用Redis的数据结构实现
- 查询收件箱数据时,可以实现分页查询
Feed流中的数据会不断更新,所以数据的角标也在变化,因此不能采用传统的分页模式。
传统了分页在feed流是不适用的,因为我们的数据会随时发生变化
假设在t1 时刻,我们去读取第一页,此时page = 1 ,size = 5 ,那么我们拿到的就是10~6 这几条记录,假设现在t2时候又发布了一条记录,此时t3 时刻,我们来读取第二页,读取第二页传入的参数是page=2 ,size=5 ,那么此时读取到的第二页实际上是从6 开始,然后是6~2 ,那么我们就读取到了重复的数据,所以feed流的分页,不能采用原始方案来做。
Feed流的滚动分页
我们需要记录每次操作的最后一条,然后从这个位置开始去读取数据
举个例子:我们从t1时刻开始,拿第一页数据,拿到了10~6,然后记录下当前最后一次拿取的记录,就是6,t2时刻发布了新的记录,此时这个11放到最顶上,但是不会影响我们之前记录的6,此时t3时刻来拿第二页,第二页这个时候拿数据,还是从6后一点的5去拿,就拿到了5-1的记录。我们这个地方可以采用sortedSet来做,可以进行范围查询,并且还可以记录当前获取数据时间戳最小值,就可以实现滚动分页了
Feed流的滚动分页
我们需要记录每次操作的最后一条,然后从这个位置开始去读取数据
举个例子:我们从t1时刻开始,拿第一页数据,拿到了10~6,然后记录下当前最后一次拿取的记录,就是6,t2时刻发布了新的记录,此时这个11放到最顶上,但是不会影响我们之前记录的6,此时t3时刻来拿第二页,第二页这个时候拿数据,还是从6后一点的5去拿,就拿到了5-1的记录。我们这个地方可以采用sortedSet来做,可以进行范围查询,并且还可以记录当前获取数据时间戳最小值,就可以实现滚动分页了