当Memcached缓存失效时,容易出现高并发的查询DB,导致DB压力骤然上升。
这篇blog主要是探讨如何在缓存将要失效时,及时地更新缓存,而不是如何在缓存失效之后,如何防止高并发的DB查询。
解决这个问题有四种思路:
比如一个key是aaa,失效时间是30s。
1.定期从DB里查询数据,再刷到memcached里
这种方法有个缺点是,有些业务的key可能是变化的,不确定的。
而且不好界定哪些数据是应该查询出来放到缓存中的,难以区分冷热数据。
2.当缓存取到为null时,加锁去查询DB,只允许一个线程去查询DB
这种方式不太靠谱,不多讨论。而且如果是多个web服务器的话,还是有可能有并发的操作。
3.在向memcached写入value时,同时写入当前机器在时间作为过期时间
当get得到数据时,如果当前时间 - 过期时间 > 5s,则后台启动一个任务去查询DB,更新缓存。
当然,这里的后台任务必须保证同一个key,只有一个线程在执行查询DB的任务,不然这个还是高并发查询DB。
缺点是要把过期时间和value合在一起序列化,取出数据后,还要反序列化。很不方便。
网上大部分文章提到的都是前面两种方式,有少数文章提到第3种方式。下面提出一种基于两个key的方法:
4.两个key,一个key用来存放数据,另一个用来标记失效时间
比如key是aaa,设置失效时间为30s,则另一个key为expire_aaa,失效时间为25s。
在取数据时,用multiget,同时取出aaa和expire_aaa,如果expire_aaa的value == null,则后台启动一个任务去查询DB,更新缓存。和上面类似。
对于后台启动一个任务去查询DB,更新缓存,要保证一个key只有一个线程在执行,这个如何实现?
对于同一个进程,简单加锁即可。拿到锁的就去更新DB,没拿到锁的直接返回。
对于集群式的部署的,如何实现只允许一个任务执行?
这里就要用到memcached的add命令了。
add命令是如果不存在key,则设置成功,返回true,如果已存在key,则不存储,返回false。
当get expired_aaa是null时,则add expired_aaa 过期时间由自己灵活处理。比如设置为3秒。
如果成功了,再去查询DB,查到数据后,再set expired_aaa为25秒。set aaa 为30秒。
综上所述,来梳理下流程:
比如一个key是aaa,失效时间是30s。查询DB在1s内。
- put数据时,设置aaa过期时间30s,设置expire_aaa过期时间25s;
- get数据时,multiget aaa 和 expire_aaa,如果expired_aaa对应的value != null,则直接返回aaa对应的数据给用户。如果expire_aaa返回value == null,则后台启动一个任务,尝试add expire_aaa,并设置超时过间为3s。这里设置为3s是为了防止后台任务失败或者阻塞,如果这个任务执行失败,那么3秒后,如果有另外的用户访问,那么可以再次尝试查询DB。如果add执行成功,则查询DB,再更新aaa的缓存,并设置expire_aaa的超时时间为25s。
总结:
我个人是倾向于第4种方式的,因为很简单,直观。
这种两个key的方式,还有一个好处,就是数据是自然冷热适应的。如果是冷数据,30秒都没有人访问,那么数据会过期。
如果是热门数据,一直有大流量访问,那么数据就是一直热的,而且数据一直不会过期。