Redis的缓存穿透——布隆过滤器BloomFilter

什么是缓存击穿

在高并发场景下，如果某一个key被高并发访问，没有被命中，出于对容错性考虑，会尝试去从后端数据库中获取，从而导致了大量请求达到数据库，而当该key对应的数据本身就是空的情况下，这就导致数据库中并发的去执行了很多不必要的查询操作，从而导致巨大冲击和压力。 在高并发的场景下，缓存相当于数据库的防火墙，如果用一个肯定不存在的key去访问系统，每次都会绕过缓存去访问数据库，缓存则失去了作用。

BloomFilter原理： 简单的说就是：通过将一个key的hash值分布到一个大的bit数组上面，判断一个key是否存在时只需判断该的hash对应的bit位是否都是1，如果全是1则表示存在，否则不存在。 优点：性能很高主要在hash算法上面，空间占用小，能够极大的缩小存储空间。 缺点：存在误判。既对应的bit位刚好被其他的key置为1了。

好在误判率是可控的，我们假设kn<m且各个哈希函数是完全随机的。当集合S={x1, x2,…,xn}的所有元素都被k个哈希函数映射到m位的位数组中时，误判率的计算公式是： (1 – e^(-k * n / m)) ^ k 对应的java代码：Math.pow((1 – Math.exp(-k * numberOfElements / (double) bitSetSize)), k);

对于公式对应的具体原理，个人觉得不必去深究，只需要记住下面两句话，即可将BloomFilter应用自如： 1，如果他告诉你不存在，则一定不存在； 2，如果他告诉你存在，则可能不存在。

因此BloomFilter最理想的应用场景是在一些复杂的查询时，在DB上做一层BloomFilter判断，如果BloomFilter判断不存在，则没必要到DB去查了。顶多就是出现误判时，多到DB查询一下，而这个概率是很低的。

解决缓存穿透 引入redisson

配置

@Configuration
public class RedissonConfig {

   @Bean
    public RedissonClient redissonClient(){
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        return Redisson.create(config);
    }

}

布隆过滤器的封装类

@Component
public class BloomFilterUtils {

    @Autowired
    private RedissonClient redisson;

    private RBloomFilter<Long> bloomFilter;

    @PostConstruct
    private void initBloomFilter(){
        this.bloomFilter = redisson.getBloomFilter("Id_List");
        //初始化布隆过滤器：预计元素为10000L,误差率为3%
        this.bloomFilter.tryInit(10000L,0.03);
    }

    public boolean isContains(Long id){
        return this.bloomFilter.contains(id);
    }

    public void put(Long id){
        this.bloomFilter.add(id);
    }

}

首先可以用isContains方法进行判断某个id存在与否，如果存在则直接返回，再进行查询数据库，如果数据库中不存在，则将这个id，放入过滤器。