缓存与分布式锁

本文约4500字，建议阅读时间30~45分钟

背景

随着分布式架构的发展，集群部署成为必不可缺少的一部分，相比以往的单应用部署，复杂业务中衍生出诸多需要解决的问题，例如在分布式系统中，要解决分布式事务，在集群部署中，要解决分布式缓存和分布式锁等问题

缓存

（What）定义

• From WiKi缓存是在计算机上的一个原始数据的复制集，以便于访问

（Why）为什么使用缓存

• 对于用户：提升用户体验，加快访问速度，降低响应时间
• 对于服务：提升系统性能，提高并发数量、吞吐量及资源利用率，减少DB及I/O过程，让DB更多的承担数据落盘工作

（Which）哪些数据适合放入缓存

• 即时性、数据一致性要求不高的
• 访问量大、更新频率不高的数据（读多写少）

（Where）缓存类型

• 客户端缓存：浏览器缓存、页面缓存…
• 网络中缓存：Web代理缓存(Nginx)、边缘缓存(CDN)…
• 服务端缓存：核心
  • 服务器本地缓存：性能最高，位于内存中，对Java程序而言，本地缓存数据直接保存在JVM中，需要考虑缓存数据的大小、JVM的垃圾回收性能消耗，ConcurrentHashMap.class，EhCache， Caffeine。单服务是集群部署的时候，应该考虑是否需要做集群中本地缓存的数据同步
  • 分布式缓存：当本地缓存被穿透的时候就会去查询分布式缓存，当在分布式缓存中查询到数据的时候，直接将查询结果放到本地缓存中。对于分布式缓存主要是使用NoSQL数据库来实现，常用的NoSQL数据库有Redis、Memcached、MongoDB等。目前比较流行的Redis来说，支持Slava/Master模式和Cluster
  • 数据库缓存：数据库在设计的时候也有缓存操作，更改相关参数开启查询缓存
  • 文件缓存：应用在启动时，读取文件写入内存中

分布式环境缓存示意图