day02-2-商鋪查詢快取

一刀一個小西瓜發表於2023-04-19

快取

功能02-商鋪查詢快取

3.商鋪詳情快取查詢

3.1什麼是快取？

快取就是資料交換的緩衝區（稱作Cache），是儲存資料的臨時地方，一般讀寫效能較高。

快取的作用：

降低後端負載
提高讀寫效率，降低響應時間

快取的成本：

資料一致性成本
程式碼維護成本
運維成本

3.2需求說明

如下，當我們點選商店詳情的時候，前端會向後端發出請求，後端需要把相關的商店資料返回給客戶端顯示。

3.3思路分析（新增Redis快取）

使用Redis的快取模型如下：

當客戶端傳送請求到服務端時，先去redis中查詢有沒有對應的資料：

如果命中，則直接給客戶端返回資料，這樣直接訪問資料庫的請求就會大大減少
如果未命中，則到資料庫中查詢，同時將資料寫入redis，防止下一次查詢同樣的資料，然後將資料返回給客戶端

3.4程式碼實現

（1）Shop.java 實體類

package com.hmdp.entity;

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableField;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.experimental.Accessors;

import java.io.Serializable;
import java.time.LocalDateTime;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@TableName("tb_shop")
public class Shop implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;
    //主鍵
    @TableId(value = "id", type = IdType.AUTO)
    private Long id;
    //商鋪名稱
    private String name;
    //商鋪型別id
    private Long typeId;
    //商鋪圖片，多個圖片以','隔開
    private String images;
    //商圈，例如陸家嘴
    private String area;
    //地址
    private String address;
    //經度
    private Double x;
    //緯度
    private Double y;
    //均價，取整數
    private Long avgPrice;
    //銷量
    private Integer sold;
    //評論數量
    private Integer comments;
    //評分，1~5分，乘10儲存，避免小數
    private Integer score;
    //營業時間，例如 10:00-22:00
    private String openHours;
    //建立時間
    private LocalDateTime createTime;
    //更新時間
    private LocalDateTime updateTime;

    @TableField(exist = false)
    private Double distance;
}

（2）對應的mapper介面

package com.hmdp.mapper;

import com.hmdp.entity.Shop;
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;

/**
 * Mapper 介面
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public interface ShopMapper extends BaseMapper<Shop> {

}

（3）IShopService.java 介面

package com.hmdp.service;

import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.Shop;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;

/**
 *  服務類
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public interface IShopService extends IService<Shop> {

    Result queryById(Long id);
}

（4）ShopServiceImpl 服務實現類

package com.hmdp.service.impl;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.Shop;
import com.hmdp.mapper.ShopMapper;
import com.hmdp.service.IShopService;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;

import static com.hmdp.utils.RedisConstants.*;

/**
 * 
 * 服務實現類
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@Service
public class ShopServiceImpl extends ServiceImpl<ShopMapper, Shop> implements IShopService {
    @Resource
    StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public Result queryById(Long id) {
        String key = CACHE_SHOP_KEY + id;

        //1.從redis中查詢商鋪快取
        String shopJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);

        //2.判斷快取是否命中
        if (StrUtil.isNotBlank(shopJson)) {
            //2.1若命中，直接返回商鋪資訊
            Shop shop = JSONUtil.toBean(shopJson, Shop.class);
            return Result.ok(shop);
        }

        //2.2未命中，根據id查詢資料庫，判斷商鋪是否存在資料庫中
        Shop shop = getById(id);
        if (shop == null) {
            //2.2.1不存在，則返回404
            return Result.fail("店鋪不存在！");
        }

        //2.2.2存在，則將商鋪資料寫入redis中
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(key, JSONUtil.toJsonStr(shop));

        return Result.ok(shop);
    }
}

（5）ShopController 控制類

package com.hmdp.controller;


import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.plugins.pagination.Page;
import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.Shop;
import com.hmdp.service.IShopService;
import com.hmdp.utils.SystemConstants;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * 前端控制器
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@RestController
@RequestMapping("/shop")
public class ShopController {

    @Resource
    public IShopService shopService;

    /**
     * 根據id查詢商鋪資訊
     * @param id 商鋪id
     * @return 商鋪詳情資料
     */
    @GetMapping("/{id}")
    public Result queryShopById(@PathVariable("id") Long id) {
        return shopService.queryById(id);
    }
}

（6）測試：首次查詢的時候因為資料為寫入reids，因此查詢較慢，第二次因為已寫入redis，查詢較快

4.商鋪型別快取查詢

4.1需求說明

店鋪型別在首頁和其他多個頁面都會用到，如下：

要求當我們點選商鋪型別的時候，前端會向後端發出請求，後端需要把相關的商店型別資料返回給客戶端顯示：

4.2思路分析

該功能的實現思路與上述的思路大體一致。

4.3程式碼實現

（1）實體類 ShopType

package com.hmdp.entity;

import com.baomidou.mybatisplus.annotation.IdType;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableId;
import com.baomidou.mybatisplus.annotation.TableName;
import com.fasterxml.jackson.annotation.JsonIgnore;
import lombok.Data;
import lombok.EqualsAndHashCode;
import lombok.experimental.Accessors;

import java.io.Serializable;
import java.time.LocalDateTime;

/**
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@Data
@EqualsAndHashCode(callSuper = false)
@Accessors(chain = true)
@TableName("tb_shop_type")
public class ShopType implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    //主鍵
    @TableId(value = "id", type = IdType.AUTO)
    private Long id;

    //型別名稱
    private String name;

    //圖示
    private String icon;

    //順序
    private Integer sort;

    //建立時間
    @JsonIgnore
    private LocalDateTime createTime;

    //更新時間
    @JsonIgnore
    private LocalDateTime updateTime;
}

（2）ShopTypeMapper介面

package com.hmdp.mapper;

import com.hmdp.entity.ShopType;
import com.baomidou.mybatisplus.core.mapper.BaseMapper;

/**
 * Mapper 介面
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public interface ShopTypeMapper extends BaseMapper<ShopType> {

}

（3）服務類介面 IShopTypeService

package com.hmdp.service;

import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.ShopType;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.IService;

/**
 * 服務類介面
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
public interface IShopTypeService extends IService<ShopType> {

    Result queryShopList();
}

（4）服務實現類 ShopTypeServiceImpl

package com.hmdp.service.impl;

import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import cn.hutool.json.JSONUtil;
import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.ShopType;
import com.hmdp.mapper.ShopTypeMapper;
import com.hmdp.service.IShopTypeService;
import com.baomidou.mybatisplus.extension.service.impl.ServiceImpl;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import javax.annotation.Resource;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import static com.hmdp.utils.RedisConstants.CACHE_SHOP_TYPE;

/**
 * 服務實現類
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@Service
public class ShopTypeServiceImpl extends ServiceImpl<ShopTypeMapper, ShopType> implements IShopTypeService {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Override
    public Result queryShopList() {
        //查詢redis中有沒有店鋪型別快取
        String shopTypeJson = stringRedisTemplate.opsForValue().get(CACHE_SHOP_TYPE);
        //如果有，則將其轉為物件型別，並返回給客戶端
        if (StrUtil.isBlank(shopTypeJson)) {
            List<ShopType> shopTypeList = JSONUtil.toList(shopTypeJson, ShopType.class);
            return Result.ok(shopTypeList);
        }
        //如果redis中沒有快取，到DB中查詢
        //如果DB中沒有查到，返回錯誤資訊
        List<ShopType> list = query().orderByAsc("sort").list();
        if (list == null) {
            return Result.fail("查詢不到店鋪型別！");
        }

        //如果DB查到了資料
        //將資料存入Redis中(轉為json型別存入)
        stringRedisTemplate.opsForValue()
                .set(CACHE_SHOP_TYPE, JSONUtil.toJsonStr(list));
        //並返回給客戶端
        return Result.ok(list);
    }
}

（5）控制類 ShopTypeController

package com.hmdp.controller;


import com.hmdp.dto.Result;
import com.hmdp.entity.ShopType;
import com.hmdp.service.IShopTypeService;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;

/**
 * 前端控制器
 *
 * @author 李
 * @version 1.0
 */
@RestController
@RequestMapping("/shop-type")
public class ShopTypeController {
    @Resource
    private IShopTypeService typeService;

    @GetMapping("list")
    public Result queryTypeList() {
        return typeService.queryShopList();
    }
}

（6）測試，訪問客戶端首頁，

返回的資料如下：

5.快取更新

5.1快取更新策略

5.1.1主動更新策略

Cache Aside Pattern：由快取的呼叫者，在更新資料庫的同時更新快取（可控性最高，推薦使用）
Read/Write Through Pattern：快取與資料庫整合為一個服務，由服務來維護一致性。呼叫者呼叫該服務，無需關心快取一致性問題
Write Behind Caching Pattern：呼叫者只操作快取，由其他執行緒非同步的將快取資料持久化到資料庫，保證最終一致

操作快取和資料庫時有三個問題需要考慮：

刪除快取還是更新快取？
- 更新快取：每次更新資料庫都更新快取，無效寫操作較多
- 刪除快取：更新資料庫時讓快取失效，查詢時再更新快取（推薦使用）
如何保證快取與資料庫的操作的同時成功或失敗？（原子性）
- 單體系統，將快取與資料庫操作放在一個事務
- 分散式系統，利用TCC等分散式事務方案
先操作快取還是先運算元據庫？（執行緒安全問題）

如上，雖然兩種方案都有可能造成快取和資料庫不一致，但更推薦先更新資料庫再刪除快取。

先更新資料庫再刪除快取出現資料不一致機率更低，因為操作快取一般比資料庫更快，所以發生右圖的情況很低（右圖）。即使發生了，可以配合TTL定時清除快取。

5.1.2總結

快取更新策略的最佳實踐方案：

低一致性需求：使用Redis自帶的記憶體淘汰機制即可
高一致性需求：主動更新，並以超時剔除作為兜底方案
- 讀操作：
  - 快取命中則直接返回
  - 快取未命中則查詢資料庫，並寫入快取，設定超時時間
- 寫操作：
  - 先寫資料庫，然後再刪除快取
  - 要確保資料庫與快取操作的原子性

5.2需求說明

給查詢商鋪的快取新增超時剔除和主動更新策略：

根據id查詢店鋪時，如果快取未命中，則查詢資料庫，將資料庫結果寫入快取，並設定超時時間
根據id修改店鋪，先修改資料庫，再刪除快取

5.3程式碼實現

（1）修改ShopServiceImpl的queryById()方法，設定超時時間

並新增update()方法如下：

@Override
@Transactional
public Result update(Shop shop) {
    Long id = shop.getId();
    if (id == null) {
        return Result.fail("店鋪id不能為空");
    }
    //1.更新資料庫
    updateById(shop);
    //2.刪除redis快取
    stringRedisTemplate.delete(CACHE_SHOP_KEY + id);
    return Result.ok();
}

（2）修改IShopService，新增方法宣告

Result update(Shop shop);

（3）修改ShopController，新增方法

/**
 * 更新商鋪資訊
 * @param shop 商鋪資料
 * @return 無
 */
@PutMapping
public Result updateShop(@RequestBody Shop shop) {
    // 寫入資料庫
    return shopService.update(shop);
}

（4）測試

讀操作：首次訪問店鋪詳情，可以看到redis中存入資料，並且設定了TTL

寫操作：使用postman向服務端傳送更新店鋪資訊請求，可以看到當更新資料時候，先更新資料庫，然後將redis的快取刪除。之後如果再有查詢，將會重建redis的快取，實現資料的一致性。

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