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重建緩存——利用Redis最新的過(guò)期緩存特性
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Redis是一種高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，廣泛應(yīng)用于緩存、消息隊(duì)列、排行榜、實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)、分布式鎖等場(chǎng)合。而緩存是Redis最為常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景之一，通過(guò)緩存可以將經(jīng)常被查詢的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)存中，從而提升應(yīng)用的性能。
然而，緩存也存在一些問(wèn)題，比如緩存的數(shù)據(jù)一旦過(guò)期，就需要重新查詢數(shù)據(jù)庫(kù)生成新的緩存。在高并發(fā)場(chǎng)景下，如果大量的請(qǐng)求到達(dá)，同時(shí)緩存失效，就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)承受巨大的壓力，甚至宕機(jī)。因此，如何高效地重建緩存，成為了緩存設(shè)計(jì)的一大難點(diǎn)。
最新版本的Redis引入了一種新的特性——過(guò)期緩存，通過(guò)這個(gè)特性，可以讓Redis在緩存過(guò)期時(shí)，異步地執(zhí)行一些操作，比如查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，生成新的緩存。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)緩存過(guò)期后，Redis會(huì)將請(qǐng)求放入一個(gè)專門的隊(duì)列中，然后由后臺(tái)線程異步執(zhí)行請(qǐng)求，生成新的緩存，最后再將新的緩存寫(xiě)回Redis中。
下面，我們來(lái)看一下如何實(shí)現(xiàn)基于Redis的過(guò)期緩存特性，來(lái)高效地重建緩存。
我們需要在Redis中設(shè)置過(guò)期時(shí)間：
redis.set(KEY, value, ex=3600) # 設(shè)置過(guò)期時(shí)間為1小時(shí)
接下來(lái)，定義一個(gè)裝飾器函數(shù)，用于生成新的緩存：
import threading
def refresh_cache(redis, key, func):
def wrapper(*args, **kwargs):
value = redis.get(key)
if value is None:
lock_key = key + ':lock'
locked = redis.set(lock_key, 1, nx=True, ex=10)
if locked:
value = func(*args, **kwargs)
redis.set(key, value, ex=3600)
redis.delete(lock_key)
else:
value = redis.get(key)
return value
def expired_callback(key):
func_args = key.decode().split(':')[:-1]
threading.Thread(target=wrapper, args=func_args).start()
redis.config_set('notify-keyspace-events', 'Ex') # 讓Redis監(jiān)聽(tīng)過(guò)期事件
keyspace_notifications = redis.pubsub(ignore_subscribe_messages=True)
keyspace_notifications.psubscribe('__key*__:expired')
keyspace_notifications.run_in_thread(sleep_time=0.001, daemon=True, callback=expired_callback)
return wrapper
裝飾器函數(shù)接收三個(gè)參數(shù)，分別是Redis對(duì)象、緩存的鍵和一個(gè)生成新緩存的函數(shù)。當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，裝飾器函數(shù)首先嘗試從Redis中獲取相應(yīng)的緩存，如果緩存已過(guò)期，則加鎖，防止多個(gè)請(qǐng)求同時(shí)生成新緩存，然后再次嘗試獲取緩存，如果依然為None，則調(diào)用生成新緩存的函數(shù)，并將新的緩存寫(xiě)回Redis中。最后釋放鎖，并返回緩存的值。
當(dāng)緩存過(guò)期后，裝飾器函數(shù)使用Redis的“監(jiān)聽(tīng)過(guò)期事件”功能，來(lái)異步執(zhí)行生成新緩存的操作。它首先設(shè)置Redis的配置選項(xiàng)，讓Redis監(jiān)聽(tīng)過(guò)期事件。然后，使用Redis的發(fā)布/訂閱功能，訂閱鍵空間的“過(guò)期事件”，并指定回調(diào)函數(shù)為expired_callback。這個(gè)回調(diào)函數(shù)會(huì)在過(guò)期事件發(fā)生時(shí)被調(diào)用，并將過(guò)期的鍵作為參數(shù)傳入。在回調(diào)函數(shù)中，我們通過(guò)過(guò)期的鍵，獲取到生成新緩存的函數(shù)和相應(yīng)的參數(shù)，在新的線程中執(zhí)行這個(gè)函數(shù)，生成新的緩存，并將它寫(xiě)入Redis中。
我們可以在需要使用緩存的函數(shù)上使用裝飾器函數(shù)，實(shí)現(xiàn)緩存的高效重建：
@refresh_cache(redis, 'my_cache_key', generate_cache)
def query_from_cache():
# 從緩存中查詢數(shù)據(jù)
pass
基于Redis的過(guò)期緩存特性，可以讓我們?cè)诰彺媸Ш?，高效地重建緩存，避免?duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成不必要的壓力，同時(shí)也可以提升應(yīng)用性能。
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當(dāng)前文章：重建緩存利用Redis最新的過(guò)期緩存特性（redis緩存過(guò)期6）
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