缓存击穿瞬间：用`Redis`Lua脚本解决热点Key问题-优快云博客

缓存击穿瞬间：用Redis Lua脚本解决热点Key问题

问题现场：一次突发的性能危机

那是一个平常的周二下午，我们电商平台的监控系统突然拉响了警报：首页商品接口的平均响应时间从50ms飙升至800ms！运维团队立即通知我们，用户反馈页面加载缓慢，订单转化率直线下降。

问题定位：热点Key的缓存击穿

经过紧急排查，我们发现问题出在首页推荐商品列表上。通过分析Redis监控和应用日志，我们锁定了根本原因：

一个热门商品的缓存Key（hot_product:10086）恰好过期
大量并发请求同时发现缓存未命中
数百个请求同时涌向数据库查询同一商品信息
数据库连接池被瞬间耗尽，导致整体服务响应变慢

这是典型的缓存击穿场景 - 热点Key过期的瞬间，大量并发请求直接击穿缓存层，给后端数据库造成巨大压力。

解决思路：分布式锁 + 双重检查

最初我们考虑了几种方案：

设置永不过期的缓存（不可行，商品信息需要更新）
使用Java中的本地锁（不可行，多实例部署时无法保证互斥）
通过Redis的SETNX实现分布式锁（接近，但原子性难保证）

最终，我们决定使用Redis Lua脚本实现分布式锁，确保在缓存重建期间，只有一个请求会去查询数据库。

实现细节：Lua脚本的原子性保障

以下是我们的核心实现代码：

// 获取商品信息的方法
public ProductInfo getProductInfo(Long productId) {
    String key = "product:" + productId;
    
    // 1. 先尝试从缓存获取
    ProductInfo product = redis.get(key);
    if (product != null) {
        return product;
    }
    
    // 2. 缓存未命中，尝试获取分布式锁
    String lockKey = "lock:" + key;
    String requestId = UUID.randomUUID().toString();
    boolean locked = acquireLock(lockKey, requestId, 3000);
    
    if (locked) {
        try {
            // 3. 双重检查，避免重复构建缓存
            product = redis.get(key);
            if (product == null) {
                // 4. 从数据库获取
                product = productDao.queryById(productId);
                
                // 5. 更新缓存，设置过期时间加随机值，避免缓存雪崩
                int expireTime = 3600 + new Random().nextInt(300);
                redis.setex(key, expireTime, product);
            }
        } finally {
            // 6. 释放锁
            releaseLock(lockKey, requestId);
        }
    } else {
        // 7. 没获取到锁，短暂休眠后重试
        try {
            Thread.sleep(50);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
        return getProductInfo(productId); // 递归调用
    }
    
    return product;
}

获取锁和释放锁的Lua脚本实现：

// 获取锁的Lua脚本
private boolean acquireLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {
    String script = "if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
                    "return 1 " +
                    "else " +
                    "return 0 " +
                    "end";
                    
    List<String> keys = Collections.singletonList(lockKey);
    List<String> args = Arrays.asList(requestId, String.valueOf(expireTime));
    
    Long result = (Long) redis.eval(script, keys, args);
    return result == 1;
}

// 释放锁的Lua脚本
private boolean releaseLock(String lockKey, String requestId) {
    String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                    "return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                    "else " +
                    "return 0 " +
                    "end";
                    
    List<String> keys = Collections.singletonList(lockKey);
    List<String> args = Collections.singletonList(requestId);
    
    Long result = (Long) redis.eval(script, keys, args);
    return result == 1;
}