从小白到架构师 | 缓存预热

缓存预热指的是在系统启动或上线前，提前将经常访问的数据加载到缓存中，以避免在系统刚启动时，用户大量请求直接访问数据库，导致数据库压力过大或系统性能下降。通过缓存预热，可以确保系统一上线就能提供快速的响应时间和良好的用户体验。

缓存预热的几种解决方案：

• 手动预热：系统管理员在系统启动前，手动触发一些接口，将数据加载到缓存中。
• 自动预热
• 定时预热

缓存预热的几种解决方案

自动预热

系统启动时，自动加载预定义的一些数据到缓存中。

public class CacheService {     private final Map<String, Data> cache = new ConcurrentHashMap<>();     private final Database database = new Database();      public CacheService() {         // 系统启动时自动预热         autoPreheat();     }      private void autoPreheat() {         // 自动预热常用数据         cache.put("key1", database.getData("key1"));         cache.put("key2", database.getData("key2"));     }      public Data getData(String key) {         return cache.get(key);     } } 

定时预热

系统定期自动加载常用数据到缓存中，确保缓存中的数据是最新的。

public class CacheService {     private final Map<String, Data> cache = new ConcurrentHashMap<>();     private final ScheduledExecutorService scheduler = Executors.newScheduledThreadPool(1);     private final Database database = new Database();     private final long CACHE_REFRESH_INTERVAL = 30; // 每 30 秒预热一次      public CacheService() {         // 启动定时预热任务         scheduler.scheduleAtFixedRate(this::preheatCache, 0, CACHE_REFRESH_INTERVAL, TimeUnit.SECONDS);     }      private void preheatCache() {         // 定时预热常用数据         cache.put("key1", database.getData("key1"));         cache.put("key2", database.getData("key2"));     }      public Data getData(String key) {         return cache.get(key);     }      public void shutdown() {         scheduler.shutdown();     } } 

如何确定需要预先缓存哪些数据

确定需要预热哪些数据是缓存预热的关键和难点之一。选择错误的数据预热不仅浪费资源，也无法提高系统性能。以下是一些确定需要预热数据的方法。

基于历史访问数据

分析系统的历史访问日志，找出访问频率较高的数据，优先将这些数据缓存。

public class CacheService {     private final Map<String, Data> cache = new ConcurrentHashMap<>();     private final Database database = new Database();     private final AccessLog accessLog = new AccessLog();      public CacheService() {         // 启动时预热缓存         preheatCache();     }      private void preheatCache() {         for (String key : accessLog.getFrequentKeys()) {             cache.put(key, database.getData(key));         }     }      public Data getData(String key) {         return cache.get(key);     } }  class Data {     // 模拟数据类 }  class Database {     public Data getData(String key) {         // 从数据库获取数据         return new Data();     } }  class AccessLog {     // 模拟访问日志     public List<String> getFrequentKeys() {         // 返回访问频率较高的key         return Arrays.asList("key1", "key2", "key3");     } } 

基于业务逻辑

根据业务场景，确定哪些数据在系统启动时是必需的。例如，电子商务网站的首页商品推荐，新闻网站的头条新闻等。

 public class CacheService {     private final Map<String, Data> cache = new ConcurrentHashMap<>();     private final Database database = new Database();      public CacheService() {         // 启动时预热缓存         preheatCache();     }      private void preheatCache() {         // 根据业务逻辑预热数据         cache.put("homepageData", database.getData("homepageData"));         cache.put("popularProducts", database.getData("popularProducts"));     }      public Data getData(String key) {         return cache.get(key);     } }  class Data {     // 模拟数据类 }  class Database {     public Data getData(String key) {         // 从数据库获取数据         return new Data();     } }