如何使用互斥锁解决缓存击穿（热点Key）

还是基于上一篇的代码。当热点缓存失效时，会出现大量请求直接打到数据库，可能会导致数据库压力过大，甚至崩溃。为了解决这一问题，我们可以使用互斥锁（Mutex）来控制缓存重建过程。

改造代码如下：

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.判断缓存是否存在
    if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
        // 3.如果存在，直接返回
        return JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
    }
    // 判断缓存是否为空值
    if (shopJson != null) {
        return null;
    }

    // 4.开始缓存重建
    // 4.1获取互斥锁
    String lockKey = "lock:shop:" + id;
    Shop shop = null;
    try {
        boolean isLock = tryLock(lockKey);
        // 4.2判断是否获取锁成功
        if (!isLock) {
            // 4.3如果获取失败，休眠并重试
            Thread.sleep(50);
            return queryWithMutex(id);
        }

        // 4.4获取锁成功，根据ID查询数据库
        shop = getById(id);
        // 4.5模拟查询数据库耗时
        Thread.sleep(200);
        // 5.如果数据库中不存在，返回错误
        if (shop == null) {
            // 将空值写入Redis
            stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, "", CACHE_NULL_TTL, TimeUnit.MINUTES);
            return null;
        }

        // 6.如果存在，将数据写入Redis
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop),
                CACHE_SHOP_TTL + ThreadLocalRandom.current().nextInt(-5, 6), TimeUnit.MINUTES);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    } finally {
        // 7.释放互斥锁
        unlock(lockKey);
    }

    // 8.返回结果
    return shop;
}

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);
}

代码解析

1. 从缓存中查询数据

   首先从Redis缓存中查询数据，如果数据存在则直接返回。

2. 判断缓存是否存在

   如果缓存存在且不为空，直接返回缓存数据。如果缓存存在但为空（之前缓存过空值），返回null。

3. 获取互斥锁

   尝试获取互斥锁，如果获取失败，则休眠一段时间后重试。

4. 查询数据库并更新缓存

   获取锁成功后，从数据库中查询数据，并将结果写入缓存。

5. 释放互斥锁

   最终释放互斥锁，保证锁的释放以防止死锁。