缓存雪崩防护策略：随机过期时间与互斥锁机制应用

缓存雪崩防护策略：随机过期时间与互斥锁机制应用

在高并发场景下，缓存雪崩是后端服务面临的重要挑战。当大量缓存同时失效时，会瞬间导致数据库压力激增，引发服务雪崩。本文将分享两种有效的防护策略：随机过期时间和互斥锁机制。

随机过期时间实现

传统的固定过期时间容易造成缓存集中失效。通过引入随机因子，可以有效分散过期时间点。

public class CacheService {
    private static final Random RANDOM = new Random();
    
    public String getData(String key) {
        String value = cache.get(key);
        if (value == null) {
            // 添加随机过期时间（±30%）
            int baseExpire = 3600; // 1小时
            int randomDelta = (int) (baseExpire * 0.3 * RANDOM.nextDouble());
            int actualExpire = baseExpire + randomDelta;
            
            value = fetchDataFromDB(key);
            cache.put(key, value, actualExpire);
        }
        return value;
    }
}

互斥锁机制实现

当缓存失效时，多个请求同时访问数据库。通过分布式锁控制只有一个请求能去数据库加载数据。

public String getDataWithLock(String key) {
    String lockKey = "lock:" + key;
    String lockValue = UUID.randomUUID().toString();
    
    try {
        if (redisTemplate.setIfAbsent(lockKey, lockValue, Duration.ofSeconds(10))) {
            // 获取锁成功，从数据库加载数据
            String value = fetchDataFromDB(key);
            cache.put(key, value, 3600);
            return value;
        } else {
            // 等待并获取缓存数据
            Thread.sleep(100);
            return cache.get(key);
        }
    } finally {
        // 释放锁
        if (redisTemplate.get(key) != null && 
            redisTemplate.get(key).equals(lockValue)) {
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

实施建议

1. 随机过期时间可设置为基准时间的±30%范围
2. 互斥锁超时时间应控制在5-10秒，避免长时间阻塞
3. 建议结合熔断机制，防止缓存击穿