使用Golang的singleflight防止緩存擊穿的方法
在使用緩存時，容易發(fā)生緩存擊穿。
緩存擊穿：一個存在的key，在緩存過期的瞬間，同時有大量的請求過來，造成所有請求都去讀dB，這些請求都會擊穿到DB，造成瞬時DB請求量大、壓力驟增。
singleflight
介紹
import "golang.org/x/sync/singleflight"
singleflight類的使用方法就新建一個singleflight.Group，使用其方法Do或者DoChan來包裝方法，被包裝的方法在對于同一個key，只會有一個協(xié)程執(zhí)行，其他協(xié)程等待那個協(xié)程執(zhí)行結(jié)束后，拿到同樣的結(jié)果。
Group結(jié)構(gòu)體
代表一類工作，同一個group中，同樣的key同時只能被執(zhí)行一次。
Do方法
func (g *Group) Do(key string, fn func() (interface{}, error)) (v interface{}, err error, shared bool)
key：同一個key，同時只有一個協(xié)程執(zhí)行。
fn：被包裝的函數(shù)。
v：返回值，即執(zhí)行的結(jié)果。其他等待的協(xié)程都會拿到。
shared：表示是否有其他協(xié)程得到了這個結(jié)果v。
DoChan方法
func (g *Group) DoChan(key string, fn func() (interface{}, error)) <-chan Result
與Do方法一樣，只是返回的是一個channel，執(zhí)行結(jié)果會發(fā)送到channel中，其他等待的協(xié)程都可以從channel中拿到結(jié)果。
ref：https://godoc.org/golang.org/x/sync/singleflight
示例
使用Do方法來模擬，解決緩存擊穿的問題
func main() {
var singleSetCache singleflight.Group
getAndSetCache:=func (requestID int,cacheKey string) (string, error) {
log.Printf("request %v start to get and set cache...",requestID)
value,_, _ :=singleSetCache.Do(cacheKey, func() (ret interface{}, err error) {//do的入?yún)ey，可以直接使用緩存的key，這樣同一個緩存，只有一個協(xié)程會去讀DB
log.Printf("request %v is setting cache...",requestID)
time.Sleep(3*time._Second_)
log.Printf("request %v set cache success!",requestID)
return "VALUE",nil
})
return value.(string),nil
}
cacheKey:="cacheKey"
for i:=1;i<10;i++{//模擬多個協(xié)程同時請求
go func(requestID int) {
value,_:=getAndSetCache(requestID,cacheKey)
log.Printf("request %v get value: %v",requestID,value)
}(i)
}
time.Sleep(20*time._Second_)
}
輸出：
2020/04/12 18:18:40 request 4 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 4 is setting cache...
2020/04/12 18:18:40 request 2 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 7 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 5 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 1 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 6 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 3 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 8 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:40 request 9 start to get and set cache...
2020/04/12 18:18:43 request 4 set cache success!
2020/04/12 18:18:43 request 4 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 9 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 6 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 3 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 8 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 1 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 5 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 2 get value: VALUE
2020/04/12 18:18:43 request 7 get value: VALUE`
可以看到確實只有一個協(xié)程執(zhí)行了被包裝的函數(shù)，并且其他協(xié)程都拿到了結(jié)果。
源碼分析
看一下這個Do方法是怎么實現(xiàn)的。
首先看一下Group的結(jié)構(gòu)：
type Group struct {
mu sync.Mutex
m map[string]*call //保存key對應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行過程和結(jié)果的變量。
}
Group的結(jié)構(gòu)非常簡單，一個鎖來保證并發(fā)安全，另一個map用來保存key對應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行過程和結(jié)果的變量。
看下call的結(jié)構(gòu)：
type call struct {
wg sync.WaitGroup //用WaitGroup實現(xiàn)只有一個協(xié)程執(zhí)行函數(shù)
val interface{} //函數(shù)執(zhí)行結(jié)果
err error
forgotten bool
dups int //含義是duplications，即同時執(zhí)行同一個key的協(xié)程數(shù)量
chans []chan<- Result
}
看下Do方法
func (g *Group) Do(key string, fn func() (interface{}, error)) (v interface{}, err error, shared bool) {
g.mu.Lock()//寫Group的m字段時，加鎖保證寫安全。
if g.m == nil {
g.m = make(map[string]*call)
}
if c, ok := g.m[key]; ok {//如果key已經(jīng)存在，說明已經(jīng)有協(xié)程在執(zhí)行，則dups++，并等待其執(zhí)行完畢后，返回其執(zhí)行結(jié)果，執(zhí)行結(jié)果保存在對應(yīng)的call的val字段里
c.dups++
g.mu.Unlock()
c.wg.Wait()
return c.val, c.err, true
}
//如果key不存在，則新建一個call，并使用WaitGroup來阻塞其他協(xié)程，同時在m字段里寫入key和對應(yīng)的call
c := new(call)
c.wg.Add(1)
g.m[key] = c
g.mu.Unlock()
g.doCall(c, key, fn)//第一個進來的協(xié)程來執(zhí)行這個函數(shù)
return c.val, c.err, c.dups > 0
}
繼續(xù)看下g.doCall里具體干了什么
func (g *Group) doCall(c *call, key string, fn func() (interface{}, error)) {
c.val, c.err = fn()//執(zhí)行被包裝的函數(shù)
c.wg.Done()//執(zhí)行完畢后，就可以通知其他協(xié)程可以拿結(jié)果了
g.mu.Lock()
if !c.forgotten {//其實這里是為了保證執(zhí)行完畢之后，對應(yīng)的key被刪除，Group有一個方法Forget（key string），可以用來主動刪除key，這里是判斷那個方法是否被調(diào)用過，被調(diào)用過則字段forgotten會置為true，如果沒有被調(diào)用過，則在這里把key刪除。
delete(g.m, key)
}
for _, ch := range c.chans {//將執(zhí)行結(jié)果發(fā)送到channel里，這里是給DoChan方法使用的
ch <- Result{c.val, c.err, c.dups > 0}
}
g.mu.Unlock()
}
由此看來，其實現(xiàn)是非常簡單的。不得不贊嘆一百來行代碼就實現(xiàn)了功能。
其他
順便附上DoChan方法的使用示例：
func main() {
var singleSetCache singleflight.Group
getAndSetCache:=func (requestID int,cacheKey string) (string, error) {
log.Printf("request %v start to get and set cache...",requestID)
retChan:=singleSetCache.DoChan(cacheKey, func() (ret interface{}, err error) {
log.Printf("request %v is setting cache...",requestID)
time.Sleep(3*time._Second_)
log.Printf("request %v set cache success!",requestID)
return "VALUE",nil
})
var ret singleflight.Result
timeout := time.After(5 * time._Second_)
select {//加入了超時機制
case <-timeout:
log.Printf("time out!")
return "",errors.New("time out")
case ret =<- retChan://從chan中取出結(jié)果
return ret.Val.(string),ret.Err
}
return "",nil
}
cacheKey:="cacheKey"
for i:=1;i<10;i++{
go func(requestID int) {
value,_:=getAndSetCache(requestID,cacheKey)
log.Printf("request %v get value: %v",requestID,value)
}(i)
}
time.Sleep(20*time._Second_)
}
看下DoChan的源碼
func (g *Group) DoChan(key string, fn func() (interface{}, error)) <-chan Result {
ch := make(chan Result, 1)
g.mu.Lock()
if g.m == nil {
g.m = make(map[string]*call)
}
if c, ok := g.m[key]; ok {
c.dups++
c.chans = append(c.chans, ch)//可以看到，每個等待的協(xié)程，都有一個結(jié)果channel。從之前的g.doCall里也可以看到，每個channel都給塞了結(jié)果。為什么不所有協(xié)程共用一個channel？因為那樣就得在channel里塞至少與協(xié)程數(shù)量一樣的結(jié)果數(shù)量，但是你卻無法保證用戶一個協(xié)程只讀取一次。
g.mu.Unlock()
return ch
}
c := &call{chans: []chan<- Result{ch}}
c.wg.Add(1)
g.m[key] = c
g.mu.Unlock()
go g.doCall(c, key, fn)
return ch
}
到此這篇關(guān)于使用Golang的singleflight防止緩存擊穿的方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang singleflight防止緩存擊穿內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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