非关系型数据库技术课程 第十一周作业（SpringBoot项目中使用Redis作为数据缓存，Redis的缓存机制，数据一致性、缓存穿透和缓存雪崩等问题的处理）

一、要求

创建一个 SpringBoot 项目，对 myschool 数据库做操作，要求：

• 项目名 ” week11_redis_ 学号 ” ；
• 整合 Mybatis 框架, 或使用 MybatisPlus ；
• 整合 s SpringDataRedis 框架；
• 对 student 表进行操作 ，在学生表中插入自己的数据 ，实现根据 id 查询 、更新和删除学生的功能 ；
• 创建相应的Pojo 层、Mapper 层、Service 层、Controller 层；
• 在各层中，创建针对user 表操作的类或接口；
• 使用 redis 作为数据缓存，并考虑数据一致性、缓存穿透和缓存雪崩等问题的处理
• 启动服务器， 测试控制器中的方法， 可以使用 Postman 进行测试或自己模拟数据进行测试 ；
• 将运行结果截图，保存在实验报告 中；
• 将项目和实验报告一起提交。

二、知识总结

1.Redis 缓存

缓存（cache），原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器，通常它不像系统主存那样使用 DRAM 技术，而使用昂贵但较快速的 SRAM 技术。缓存的设置是所有现代计算机系统发挥高性能的重要因素之一(摘自百度百科)。

Redis 因读写性能较高，它非常适合作为存贮数据的临时地方、成为数据交换的缓冲区，因此在一些大型互联网应用中，Redis 常用来进行数据缓存处理。

下图是项目中使用 Redis 作为 MySQL 缓存的一般流程。

Redis 作为缓存，给系统带来了一些好处：

• 降低后端负载
• 提高读写效率，降低响应时间

但同时，在项目中使用缓存也会带来一些问题：

• 数据一致性问题：redis 和 mysql 如何保存数据一致性
• 代码维护成本：处理缓存穿透、缓存雪崩等问题
• 运维成本：redis 集群的维护

这些问题是 Redis 作为缓存时必须要考虑的。

Redis作为MySQL缓存基本代码逻辑实现：

//根据id查询学生信息
    public Student findStudentById(Long id){
        //1.查看Redis缓存中是否有数据
        Student student =getStudentByRedis(id);

        //2.如果Redis中有该学生，则返回
        if (student !=null){
            System.out.println("Redis缓存中查询到此学生");
            return student;
        }

        // 3.Redis中没有，则到mysql中查询,
        // 缓存穿透处理：如果mysql中也没有，则将空对象写入redis
        System.out.println("Redis缓存中没有此学生");
        student = studentMapper.findStudentById(id);
        if(student==null){
            System.out.println("Mysql中也没有此学生");
            Student s = new Student();
            s.setId(id);
            saveToRedis(s);
        }
        else{
            System.out.println("Mysql中查询到此学生");
            saveToRedis(student);
        }
        return student;
    }
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2. 数据一致性问题

2.1 Redis 缓存更新策略

从 Redis 的角度来说，它的缓存更新策略一般有 3 种，如下表：

在实际的应用中，根据不同的需缓存处理的数据性质，数据的一致性需求存在以下两种情况：

• 弱一致性需求：如一些商品类型、客户类型、店铺类型等表示某种类型的数据，
  一般变动比较少，对这些数据进行缓存处理时，可以使用内存淘汰机制；
• 强一致性需求：如商品库存、店铺主页、促销、优惠券等数据，经常发生变化，对这些数据进行缓存处理时，可以使用主动更新策略，并以超时剔除作为兜底方案。

2.2 主动更新策略

主动更新策略即更新数据库的同时更新 Redis 缓存，具体实现时，一般使用以下方案：

• 删除缓存：更新数据库时，删除缓存，让缓存失效，查询时再更新缓存；
• 保证数据的原子性：单体系统，将缓存与数据库操作放在一个事务，分布式系统，则利用 TCC 等分布式事务方案；
• 减少并发操作带来的数据错误：先操作数据库，再删除缓存
• 使用超时剔除机制：当数据写入缓存时，一定设定超时时间

数据一致性问题处理基本代码逻辑：

数据一致性处理：

• 1.数据写入redis时，设置key的超时时间，
• 2.修改数据时，==先修改mysql，再删除redis缓存 ==
• 3.开启事务：保证正确事务的提交

//根据id修改用户信息
    @Transactional   //1：开启事务
    public String updateStudentById(Student student) {
        Long id = student.getId();
        if (id == null) {
            return "学生id不能为空";
        }
        //2. 先更新mysql数据库
        studentMapper.updateStudentById(student);
        //3. 后删除缓存
        String key="student:"+id;
        redisTemplate.delete(key);
        return "更新成功";
    }
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在将数据存入Redis缓存时设置超时时间如：

//修改 1：设置key的过期时间为6分钟
redisTemplate.expire(key,360, TimeUnit.SECONDS);
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3. 缓存穿透

3.1 什么是缓存穿透

缓存穿透是指客户端请求的数据在缓存中和数据库中都不存在，缓存永远不会生效。这样，每次针对此 key 的请求从缓存获取不到，请求都会压到数据源，从而可能压垮数据源。比如用一个不存在的用户 id 获取用户信息，不论缓存还是数据库都没有，若黑客利用此漏洞进行攻击可能压垮数据库。具体见下图。

3.2 解决方案

常用的缓存穿透的解决方案包括：

• 对空值进行缓存：即使一个查询返回的数据为空，仍然把这个空结果（null）进行缓存，同时还可以对空结果设置较短的过期时间。这种方法实现简单，维护方便，但是会额外的内存消耗。具体见下图；
  
• 采用布隆过滤器：(布隆过滤器（Bloom Filter）是 1970 年由布隆提出的。它实际上是一个很长的二进制向量(位图)和一系列随机映射函数（哈希函数）。布隆过滤器可以用于检索一个元素是否在一个集合中。它的优点是空间效率和查询时间都远远超过一般的算法，缺点是有一定的误识别率和删除困难。
• 进行实时监控：当发现 Redis 的命中率开始急速降低，需要排查访问对象和访问的数据，和运维人员配合，可以设置黑名单限制服务
• 增强 id 的复杂度，避免被猜测 id 规律
• 做好数据的基础格式校验
• 加强用户权限校验

缓存穿透问题处理（对空值进行缓存）相关代码逻辑：

if(student==null){
            System.out.println("Mysql中也没有此学生");
            Student s = new Student();
            s.setId(id);
            saveToRedis(s);
        }
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4. 缓存雪崩

4.1 什么是缓存雪崩

缓存雪崩是指在同一时段大量的缓存 key 同时失效，或者 Redis 服务宕机，导致大量请求到达数据库，带来巨大压力。具体如下图所示：

4.2 解决方案

常用的缓存雪崩的解决方案包括：

• 给不同的 Key 的 TTL 添加随机值
• 利用 Redis 集群提高服务的可用性
• 给缓存业务添加降级限流策略
• 给业务添加多级缓存

缓存雪崩的解决方案(给不同的 Key 的 TTL 添加随机值)相关代码逻辑：

//保存Student信息到Redis,使用hash类型
    public void saveToRedis(Student student) {
        //设置key: student:ID
        String key="student:"+student.getId();
        //各字段的值都存入Redis
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"sname",student.getSname()+"");
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"dept",student.getDept()+"");
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"age",student.getAge()); //!!! Age为Int类型不用+“”

        //设置key的过期时间为6分钟
//        redisTemplate.expire(key,360, TimeUnit.SECONDS);

        //缓存雪崩处理：创建一个随机的KEY 的有效期
        int expiredTime=360+new Random().nextInt(100);
        System.out.println("过期时间: "+expiredTime);
        redisTemplate.expire(key,expiredTime, TimeUnit.SECONDS);
    }
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5. 项目创建

创建的SpringBoot项目需要整合Mybatis 框架、SpringDataRedis 框架；同时需要Mysql的驱动等；
因此创建SpringBoot项目时需要勾选以下依赖：



具体的创建步骤、注意事项及可能的报错处理可参考：软件工程综合实践课程第十一周作业（ SpringBoot整合Mybatis完成CRUD操作并使用接口调试工具对接口进行测试）中“创建SpringBoot项目”部分

6、接口调试工具的基本使用

可参考：软件工程综合实践课程第十一周作业（ SpringBoot整合Mybatis完成CRUD操作并使用接口调试工具对接口进行测试）中“接口测试工具的基本使用方法”部分

三、项目结构

四、完整参考代码

com.example.config包

com.example.config.RedisConfig

package com.example.config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer;

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory){
        // 创建RedisTemplate对象
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        // 设置连接工厂
        template.setConnectionFactory(connectionFactory);
        // 创建JSON序列化工具
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer = new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // 设置Key的序列化
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // 设置Value的序列化
        template.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        template.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        // 返回
        return template;
    }
}

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com.example.pojo包

com.example.pojo.Student

package com.example.pojo;

import lombok.AllArgsConstructor;
import lombok.Data;
import lombok.NoArgsConstructor;

/**
 * @projectName: week11_redis_ 
 * @package: com.example.pojo
 * @className: Student
 * @author: GCT
 * @description: TODO
 * @date: 2022/11/11 20:38
 * @version: 1.0
 */

@Data
@NoArgsConstructor //自动生成无参构造函数
@AllArgsConstructor
public class Student {
    Long id;
    String sname;
    String dept;
    int age;
}

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com.example.mapper包

com.example.mapper.StudentMapper

interface类型文件

package com.example.mapper;

import com.example.pojo.Student;
import com.example.pojo.User;
import org.apache.ibatis.annotations.Mapper;
import org.apache.ibatis.annotations.Select;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

@Mapper
public interface StudentMapper {

    //   直接使用@Select()注解
    @Select("SELECT * FROM student")
    public List<Student> getAllStudentMap();

    // 该方法使用了带一个参数的查询语句，返回一条记录
    public Student findStudentById(Long id);

//    根据传入的id数据查找出一个或多个学生信息
    public List<Student> findStudentByIds(Long[] ids);

    //更新用户信息
    public int updateStudentById(Student student);

    // 该方法插入一条记录，带参数，更新操作一定要提交事务
    public int addStudent(Student student);

    //    根据id删除记录
    public int deleteStudentById(Long id);
}

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com/example/mapper/StudentMapper.xml

DOCTYPE mapper
        PUBLIC "-//mybatis.org//DTD Mapper 3.0//EN"
        "http://mybatis.org/dtd/mybatis-3-mapper.dtd">
<mapper namespace="com.example.mapper.StudentMapper">
    
    <select id="findStudentById" resultType="Student" parameterType="Long">
        SELECT * FROM student WHERE id=#{0}
    select>

    
    <select id="findStudentByIds" resultType="Student" parameterType="Long[]" >
        SELECT * FROM student WHERE id IN
        <foreach collection="array" item="id" open="(" close=")" separator=",">
            #{id}
        foreach>
    select>


    <update id="updateStudentById"  parameterType="Student">
        UPDATE student set sname=#{sname},dept=#{dept},age=#{age}
        where id=#{id}
    update>

    <insert id="addStudent" parameterType="Student">
        
        <selectKey keyProperty="id" order="AFTER" resultType="Long">
            select LAST_INSERT_ID()
        selectKey>
        INSERT INTO student SET sname=#{sname},dept=#{dept},age=#{age}
    insert>

    
    
    <delete id="deleteStudentById" parameterType="Long">
        DELETE FROM student WHERE id=#{id}
    delete>

mapper>
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com.example.service包

com.example.service.StudentService

interface类型文件

package com.example.service;

import com.example.pojo.Student;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

public interface StudentService {

    public Student findStudentById(Long id);

    //    根据传入的id数据查找出一个或多个学生信息
    public List<Student> findStudentByIds(Long[] ids);


    public String updateStudentById(Student student);

    public List<Student> getAllStudent();

    public int addStudent(Student student);

//    根据id删除学生
    public String deleteStudentById(Long id);

    //存储Student对象到Redis中
    void saveToRedis(Student student);
}

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com.example.service.impl包

com.example.service.impl.StudentServiceImpl

package com.example.service.impl;

import com.example.mapper.StudentMapper;
import com.example.pojo.Student;
import com.example.service.StudentService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

import javax.annotation.Resource;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * @projectName: week11_redis_ 
 * @package: com.example.service.impl
 * @className: StudentServiceImpl
 * @author: GCT
 * @description:
 *  数据一致性处理：
 *  1.数据写入redis时，设置key的超时时间，
 *  2.修改数据时，先修改mysql，再删除redis缓存
 *  3.开启事务：保证正确事务的提交
 *
 *  缓存穿透和缓存雪崩处理方案：
 *  缓存穿透处理：如果mysql中也没有，则将空对象写入redis进行缓存
 *  缓存雪崩处理 ：为存入Redis数据库进行缓存的键值对创建一个随机的Key的有效期
 * @date: 2022/11/11 20:39
 * @version: 1.0
 */
@Service
public class StudentServiceImpl implements StudentService {
//    @Resource
     @Autowired
    private StudentMapper studentMapper;
    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    //根据id查询学生信息
    public Student findStudentById(Long id){
        //1.查看Redis缓存中是否有数据
        Student student =getStudentByRedis(id);

        //2.如果Redis中有该学生，则返回
        if (student !=null){
            System.out.println("Redis缓存中查询到此学生");
            return student;
        }

        // 3.Redis中没有，则到mysql中查询,
        // 缓存穿透处理：如果mysql中也没有，则将空对象写入redis
        System.out.println("Redis缓存中没有此学生");
        student = studentMapper.findStudentById(id);
        if(student==null){
            System.out.println("Mysql中也没有此学生");
            Student s = new Student();
            s.setId(id);
            saveToRedis(s);
        }
        else{
            System.out.println("Mysql中查询到此学生");
            saveToRedis(student);
        }
        return student;
    }

    //    根据传入的id数据查找出一个或多个学生信息
    /**
     * @param ids:
     * @return List
     * @author GCT
     * @description 根据传入的id数据查找出一个或多个学生信息
     * @date 2022/11/12 11:30
     */
    public List<Student> findStudentByIds(Long[] ids){
        List<Student> studentList = new ArrayList<Student>();
        for (Long id:ids){
//            遍历ids数组，使用findStudentById(id)将
//            返回的Student类型数据添加到studentList集合中
            studentList.add(findStudentById(id));
        }
        return studentList;
    }


    //根据id修改用户信息
    @Transactional   //修改3：开启事务
    public String updateStudentById(Student student) {
        Long id = student.getId();
        if (id == null) {
            return "学生id不能为空";
        }
        //修改2. 先更新mysql数据库
        studentMapper.updateStudentById(student);
        //修改2. 后删除缓存
        String key="student:"+id;
        redisTemplate.delete(key);
        return "更新成功";
    }

    //保存Student信息到Redis,使用hash类型
    public void saveToRedis(Student student) {
        //设置key: student:ID
        String key="student:"+student.getId();
        //各字段的值都存入Redis
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"sname",student.getSname()+"");
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"dept",student.getDept()+"");
        redisTemplate.opsForHash().put(key,"age",student.getAge()); //!!! Age为Int类型不用+“”

        //修改 1：设置key的过期时间为6分钟
//        redisTemplate.expire(key,360, TimeUnit.SECONDS);

        //缓存雪崩修改 ：创建一个随机的KEY 的有效期
        int expiredTime=360+new Random().nextInt(100);
        System.out.println("过期时间: "+expiredTime);
        redisTemplate.expire(key,expiredTime, TimeUnit.SECONDS);
    }

    //从redis中查询Student
    public Student getStudentByRedis(Long id){
        String key="student:"+id;
        if (redisTemplate.hasKey(key)){
            String sname=(String) redisTemplate.opsForHash().get(key,"sname");
            String dept= (String) redisTemplate.opsForHash().get(key,"dept");
            int age = (Integer)redisTemplate.opsForHash().get(key,"age");
            Student student = new Student();
            student.setId(id);
            student.setSname(sname);
            student.setDept(dept);
            student.setAge(age);
            return student;
        }
        return null;
    }




    //查询用户
    public List<Student> getAllStudent() {
        return studentMapper.getAllStudentMap();
    }

    /**
     * @param student:
     * @return int
     * @author GCT
     * @description
     * 缓存穿透处理时对不存在的学生创建了
     * 对应id的空对象存入缓存，因此在新增学生信息时加个判断，
     * 判断新增的学生id是否存在于Redis缓存中，若存在，则删去对应缓存
     * @date 2022/11/12 11:45
     */
    @Transactional   //开启事务
    public int addStudent(Student student) {

        //先在mysql数据库新增数据
        int i = studentMapper.addStudent(student);
        Long studentId = student.getId();
        Student studentByRedis = getStudentByRedis(studentId);
        //后判断，若在缓存中存在对应信息则删除缓存
        if (studentByRedis!=null){
            String key="student:"+studentId;
            redisTemplate.delete(key);//若存在对应的对象，则删除缓存
        }
        System.out.println("id:  "+studentId);

        return i;
    }

    //    根据id删除学生
    /**
     * @param id:
     * @return int
     * @author GCT
     * @description 根据id删除学生
     * 使用事务
     * 先删除Mysql数据库内信息
     * 再删除redis数据库内信息
     * @date 2022/11/11 21:30
     */
    @Transactional   //开启事务
    public String deleteStudentById(Long id){
        if (id == null) {
            return "学生id不能为空！";
        }
        //先更新mysql数据库
        studentMapper.deleteStudentById(id);
        //后删除缓存
        String key="student:"+id;
        redisTemplate.delete(key);
        return "成功删除id为"+id+"的学生！";

    }


}

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com.example.controller包

com.example.controller.StudentController

package com.example.controller;

import com.example.pojo.Student;
import com.example.service.StudentService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import java.io.IOException;
import java.util.List;

/**
 * @projectName: week11_redis_x
 * @package: com.example.controller
 * @className: StudentController
 * @author: GCT
 * @description: TODO
 * @date: 2022/11/11 20:38
 * @version: 1.0
 */
@RestController
@RequestMapping("/student")
public class StudentController {

    @Autowired
    public StudentService studentServie;


    //根据id查询学生
    @GetMapping("/getAllStudent")
    public List<Student> getAllStudent(){
        List<Student> allStudent = studentServie.getAllStudent();
        System.out.println(allStudent);
        return allStudent;
    }


    //根据id查询学生
    @GetMapping(value = "/findStudentByID")
    public Student findStudentByID(Long id){
        Student student = null;
//        Long id = -1l;
        for(int i=0;i<10;i++) {
            student = studentServie.findStudentById(id);
            System.out.println(student);
//            return student;
        }
        return student;
    }

    //根据多个id查询多个学生
    @PostMapping(value = "/findStudentByIds")
    public List<Student> findStudentByIds(@RequestBody Long[] ids){
        return studentServie.findStudentByIds(ids);
    }



    //修改学生信息
    @PostMapping("/updateStudentById")
    public String updateStudentById(Student student) throws IOException {

        String info= studentServie.updateStudentById(student);
        System.out.println(info);
        return info;

    }

//    增加学生信息
    @PostMapping("/addStudent")
    public int addStudent(Student student){
        int res = studentServie.addStudent(student);
        System.out.println("res"+res);
        return res;
    }

    //    根据id删除学生
    @PostMapping("/deleteStudentById")
    public String deleteStudentById(Long id){
        String info = studentServie.deleteStudentById(id);
        System.out.println("info: "+info);
        return info;
    }

}

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src/main/resources文件夹

src/main/resources/application.yml

spring:
  datasource:
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/myschool?serverTimezone=Hongkong?characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8
    username: root
    password: 密码
  redis:
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
    lettuce:
      pool:
        max-active: 10
        max-idle: 10
        min-idle: 0
        max-wait: 1000

mybatis:
  mapper-locations: classpath:com/exmaple/mapper/*.xml    #指定sql配置文件的位置
  type-aliases-package: com.example.pojo      #指定实体类所在的包名
  configuration:
    log-impl: org.apache.ibatis.logging.stdout.StdOutImpl   #输出SQL命令
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pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.bootgroupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
        <version>2.7.5version>
        <relativePath/> 
    parent>
    <groupId>com.examplegroupId>
    <artifactId>week11_redis_xxxxxxxxxxxartifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOTversion>
    <name>week11_redis_xxxxxxxxxxxname>
    <description>week11_redis_xxxxxxxxxxxdescription>
    <properties>
        <java.version>1.8java.version>
    properties>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.mybatis.spring.bootgroupId>
            <artifactId>mybatis-spring-boot-starterartifactId>
            <version>2.2.2version>
        dependency>

        <dependency>
            <groupId>com.mysqlgroupId>
            <artifactId>mysql-connector-jartifactId>
            <scope>runtimescope>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombokgroupId>
            <artifactId>lombokartifactId>
            <optional>trueoptional>
        dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.bootgroupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-testartifactId>
            <scope>testscope>
        dependency>
    dependencies>

    <build>


        
        
        
        
        
        
        
        
        
        <resources>
            <resource>
                <directory>src/main/javadirectory>
                <includes>
                    <include>**/*.xmlinclude>
                includes>
            resource>
            <resource>
                <directory>src/main/resourcesdirectory>
                <includes>
                    <include>**.*include>
                includes>
            resource>
        resources>

        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.bootgroupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-pluginartifactId>
                <configuration>
                    <excludes>
                        <exclude>
                            <groupId>org.projectlombokgroupId>
                            <artifactId>lombokartifactId>
                        exclude>
                    excludes>
                configuration>
            plugin>
        plugins>
    build>

project>

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com.example.Week11RedisxxxxxxxxxxxApplication

package com.example;

import org.mybatis.spring.annotation.MapperScan;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
@MapperScan(basePackages = "com.example.mapper") //记得加这个
public class Week11RedisxxxxxxxxxxxApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(Week11RedisxxxxxxxxxxxApplication.class, args);
    }

}
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五、数据一致性、缓存穿透、缓存雪崩实验

1、数据一致性问题实验

数据一致性处理：

• 1.数据写入redis时，设置key的超时时间
• 2.修改数据时，先修改mysql，再删除redis缓存
• 3.开启事务：保证正确事务的提交

根据id更新学生信息方法数据一致性实验

首次查找（不存在于Redis，从MySQL取数据后存入Redis）

查找前Redis中的键值对截图：

调用public Student findStudentByID(Long id)接口：

后台打印输出：

此时Redis数据库中键值对：

调用根据id更新学生信息接口public String updateStudentById(Student student)：

后台打印信息：

此时查看Redis数据库可以看到更新了的对应学生信息已被删除：

再次调用public Student findStudentByID(Long id)接口查找对应学生信息：

后台打印信息：

此时查看Redis数据库可以看到更新后的数据成功缓存：

可以看到数据成功更新且保持了数据的一致性。

根据id删除学生信息方法数据一致性实验结果：

调用public Student findStudentById(Long id)查找id为61的学生：
调用前Mysql数据库对应信息：

调用前Redis数据库键值对信息：

调用该接口：

后台打印输出：

此时该学生信息已存入Redis中进行缓存:

此时调用public String deleteStudentById(Long id)接口删除id为61的学生:
后台打印输出：

此时查看MySQL数据库可以看到数据已成功删除：

再查看Redis数据库：

可以看到对应的缓存信息也已经被删除，由此可以看到成功实现了数据的一致性。

新增学生信息方法数据一致性实验

由于缓存穿透处理时对不存在的学生创建了对应id的空对象存入缓存，因此在新增学生信息时加个判断，判断新增的学生id是否存在于Redis缓存中，若存在，则删去对应缓存

id为109的学生暂不存在于数据库中:

此时Redis数据库中也无对应的信息：

调用public List findStudentByIds(@RequestBody Long[] ids)接口查找id为109的学生信息

由于缓存穿透问题处理，程序会将id为109的空对象写入redis进行缓存

后台打印输出：

此时查看数据库可以看到id为109的空对象已存入数据库中缓存

此时调用public int addStudent(Student student)接口新增id为109的学生信息（id自动递增，现在Mysql数据库中末尾id为108，插入新数据后新数据id为109）

后台打印信息：

此时查看Redis数据库可以看到id为109的缓存信息已被删除:

此时调用public Student findStudentByID(Long id)查询id为109的学生信息：

后台打印输出：

可以看到成功查找出新增的学生信息。

查看Redis数据库可以看到新增的学生信息也成功加入缓存：

由此可以看到成功实现了数据的一致性。

2. 缓存穿透问题处理实验

查找的数据如果在mysql中也没有，则将空对象写入redis进行缓存

缓存穿透问题处理实验：
经过删除id为61的学生信息操作后可知此时Mysql数据库与Redis数据库中均无id为61的学生的信息：

此时调用public Student findStudentById(Long id)接口查找不存在于MySQL与Redis中，id为61的学生信息：

后台打印信息：

可以看到当Mysql数据库与Redis数据库中均找不到该学生信息时，程序创建了一个id为61的空对象写
入redis进行缓存，以此来解决缓存穿透问题。

3. 缓存雪崩处理实验

为存入Redis数据库进行缓存的键值对创建一个随机的Key的有效期

缓存雪崩处理实验：
编写public List findStudentByIds(@RequestBody Long[] ids)接口及对应的service层，mapper层代码用于批量查找学生信息

调用public List findStudentByIds(@RequestBody Long[] ids)接口批量查找id为1,2,3,4,5的学生信息并观察各个键值对的有效期：

后台打印信息：

可以看到Redis数据库中各个键值对过期时间均为随机产生，以此来解决缓存雪崩问题。