数据缓存解决方案

梦里梦外; 2023-05-21 08:42 22阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  前言
     *  数据库缓存
     *   *  数据存在在内存中
         *  数据库业务数据分散存储
         *  搭建数据库集群
         *  数据库缓存之查询缓存
     *  持久层缓存
     *   *  二级缓存
         *  配置Redis二级缓存
         *   *  在配置文件中加上对应配置信息
             *  具体使用 @Cacheable
             *  测试
             *  后言
         *  删除二级缓存数据
         *  二级缓存的注解（@Cacheable）写在什么位置
     *  业务层缓存

## 前言 ##

为什么要使用到缓存：主要还是由于数据库的IO能力不足，因为对于很多的数据数量还是很大，存储在内存中会消耗很大的内存空间，而且对于很多的数据都需要持久化保存，所以大部分的数据需要存储在硬盘上，但是我们都知道对于硬盘的读写速度还是十分有限的，**对于单节点的Mysql通常可以处理5000次的读取，和3000次的写入**。  
对于负载比较小的情况下，Mysql的响应时间通常可以在10ms以内完成，但是对于10000并发时候，要保证在10ms以内完成读写功能，对于任何的数据库都不能够做到。  
所以这个时候就需要我们将数据一部分缓存在内存中，在读取的时候尽可能少去直接访问数据库，减少对于数据库的压力的同时也能够加快我们的访问的速度。  
这里我们抛开前端浏览器的缓存，只考虑后台的缓存，可以分为数据库缓存，持久层缓存，业务层缓存等。下面我们来进行一一介绍。

## 数据库缓存 ##

### 数据存在在内存中 ###

![在这里插入图片描述][20200425112316918.png]  
我们可以将数据存在在内存中，这个时候对于请求来说，若是内存空间越大，对于缓存的命中就会越高，可以减少对于硬盘的访问，毕竟对于内存的访问速度来说就要比硬盘的读写要快得多，也就能加快访问的速度。

### 数据库业务数据分散存储 ###

之间我们都是只用一块硬盘，对于一块硬盘的访问和IO读写能力都是有限的，这个时候我们使用到多块的硬盘，将数据的请求打在多块硬盘上面，多块硬盘的读写与IO能力较于一块还是有很大的提升。

### 搭建数据库集群 ###

对于单节点的MySql，线程的数量还是有限的，也只能够支持有限的并发请求，对于高并发情况下，使用数据库集群也是数据库解决缓存的最终方案。

### 数据库缓存之查询缓存 ###

对于开启了查询缓存情况下，数据库会把SELECT语句查询到的结果保存到缓存中，可以在Mysql的配置文件中进行以下的配置

query_cache_size=2048M  # 缓存大小2G
    query_cache_type=on # 开启缓存

这里我们需要注意的是对于MySql来说默认缓存是关闭的，但是我们想到不是说可以优化查询吗，为什么默认情况下却又是关闭的呢？  
因为我们可能在一条

select * from student where classs like '2020%'

语句中查询学生表的所有情况，对于查询班级可能会有上百名学生，但是若是学生的,成绩进行了更改，那么此时这个缓存中的数据就会全部失效，这个时候也就增大了IO的负载，所以不建议开启查询缓存。

## 持久层缓存 ##

对于Hibernate和MyBatis框架而言都有支持缓存的技术，具体分为一级缓存和二级缓存。

*  一级缓存是会话级别的缓存，Session关闭，缓存就会失效（查询缓存）；
 *  二级缓存就是引入第三方的存储机制缓存数据（是存储与框架之外）。

### 二级缓存 ###

Mybatis支持多种的二级缓存技术，EHCache，Redis，Simple等等，同时对于Spring框架的Cache模块，可以管理MyBatis的二级缓存。下面我们来具体演示一下如何配置与使用二级缓存。

### 配置Redis二级缓存 ###

#### 在配置文件中加上对应配置信息 ####

既然需要Sping框架的Cache支持，我们在配置文件中加上以下的配置  
对于type字段表示缓存内型是什么这里是redis表示为redis类型。  
`cache-names: student` student 表示对于student模块开启缓存处理将来还要缓存什么数据，就在student后面加上逗号再加上具体的缓存对象。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
同时在项目的启动类上添加如下注解：  
![在这里插入图片描述][20200425115236786.png]

#### 具体使用 @Cacheable ####

在想要进行的查询上添加这个注解，在第一次请求数据时候，会请求到数据库，然后加入缓存中，在下一次请求相同数据时候就会直接走缓存，不会再走数据库查询。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

@Override
      // value 表示我们开启缓存的名字，key表示传入的参数。
        @Cacheable(value = "student",key = "#id")
        public StudentEntity getById(Serializable id) { 
            return super.getById(id);
        }

但是我们需要思考的问题是，我们如何知道前端页面走到后端走的是数据库查询还是缓存查询，就需要我们对MyBatis进行一个配置，让查询sql语句打印到控制台。加上如下的配置信息。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

#### 测试 ####

这个时候我们来进行一个测试，在第一次点击前端的查询以后  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]  
然后我们再度点击前端的查询页面，后台控制台发现并没有相同的查询语句表示了并没有走数据库，我们再度打开redis客户端进行查看（由于这里我没有安装redis客户端，截取老师图片进行演示）发现找到了对于studen的数据，当然是二进制保存。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

#### 后言 ####

对于二级缓存的应用还是十分广泛的，若是大家想要进行测试，按照步骤来，自己定义对应的查询页面，加上注解和依赖，打开sql语句输出到控制台，就可以进行验证。

### 删除二级缓存数据 ###

既然前面提交了可以在查询时候将数据添加到二级缓存中，那么要是数据被删除了对于缓存中的数据是否也应该被删除呢？ 同样的方法来实现以下：

@CacheEvict(value = "student",key = "#id")
        @Override
        public boolean removeById(Serializable id) { 
            return super.removeById(id);
        }

### 二级缓存的注解（@Cacheable）写在什么位置 ###

在前面提到了将注解写在了Service层，于是就有思考为什么不写在`controller`层或是`Dao`层呢？  
如下我们看一张图：  
为什么不写在Dao上呢？因为对于一个sevice方法都知道可能会调用多个dao方法，然后将内容进行一个整理再放入到缓存中，在dao层就会显得杂乱不堪。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDAxNTA0Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

## 业务层缓存 ##

对于业务层的缓存我们可以列举为购物车数据，头条新闻，秒杀商品的库存，公告通知等，例如对于微博大V来说粉丝会有很多所以就会缓存最近的微博，防止粉丝在每一次的登录时候都需要从数据库中进行读取，对数据库的请求太大。还有就是对于四六级报名，也是先将报名信息缓存起来，等到凌晨时候再将数据读写到数据库。

[20200425112316918.png]: /images/20230521/f56b9ef5646c41ac9cc336035ae31b1d.png
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