短链接跳转（缓存穿透）

penjc2024-03-102025-03-10

短链接跳转（缓存穿透）

功能概述

短链接跳转功能通过优化缓存策略，结合布隆过滤器、空值缓存和分布式锁，有效解决 缓存穿透 和 缓存击穿 问题。在高并发场景下确保系统的稳定性和性能。

功能流程

生成完整短链接 URL
- 根据请求的 shortUri 和 serverName 拼接生成完整短链接 URL（fullShortUrl）。
查询缓存
- 在 Redis 缓存中检查短链接是否存在。
- 若存在，直接返回原始链接进行重定向。
布隆过滤器校验
- 通过布隆过滤器快速判断短链接是否有效。
- 若不存在，直接返回无效状态，避免访问数据库。
查询空值缓存
- 检查 Redis 是否已缓存空值（标记无效短链接）。
- 若已缓存空值，直接返回无效状态，避免重复查询。
处理缓存击穿
- 若缓存和布隆过滤器均未命中，使用分布式锁（如 Redisson）防止并发查询。
- 获取锁后，再次检查缓存是否已更新。
查询数据库
- 在数据库中查询完整短链接的原始链接，并验证其状态（如未删除、已启用）。
- 若查询成功，将结果写入缓存并返回。
- 若查询失败，缓存空值，减少无效查询。
释放锁
- 无论查询成功或失败，均释放分布式锁，避免资源浪费。

缓存穿透与缓存击穿的解决方案

缓存穿透

问题：查询不存在的短链接，每次都穿透缓存，直接访问数据库。
解决方案：
- 使用布隆过滤器快速判断短链接是否存在。
- 对无效短链接缓存空值并设置过期时间，避免重复查询。

缓存击穿

问题：热点数据缓存失效导致大量并发请求直接访问数据库。
解决方案：
- 使用分布式锁（如 Redisson）控制并发查询，防止重复访问数据库。
- 重新加载热点数据到缓存，保证后续请求直接命中缓存。

关键代码逻辑

生成完整短链接

1 2	String serverName = request.getServerName(); String fullShortUrl = serverName + "/" + shortUri;

查询缓存

String originalLink = stringRedisTemplate.opsForValue().get(String.format(GOTO_SHORT_LINK_KEY, fullShortUrl));
if (StrUtil.isNotBlank(originalLink)) {
    ((HttpServletResponse) response).sendRedirect(originalLink);
    return;
}

布隆过滤器校验

boolean contains = shortUriCreateCachePenetrationBloomFilter.contains(fullShortUrl);
if (!contains) {
    return; // 布隆过滤器判定短链接不存在
}

查询空值缓存

String gotoIsNullShortLink = stringRedisTemplate.opsForValue().get(String.format(GOTO_SHORT_IS_NULL_LINK_KEY, fullShortUrl));
if (StrUtil.isNotBlank(gotoIsNullShortLink)) {
    return; // 缓存中已标记为空值
}

分布式锁防止缓存击穿

RLock lock = redissonClient.getLock(String.format("LOCK_GOTO_SHORT_LINK_KEY", fullShortUrl));
lock.lock();
try {
    originalLink = stringRedisTemplate.opsForValue().get(String.format(GOTO_SHORT_LINK_KEY, fullShortUrl));
    if (StrUtil.isNotBlank(originalLink)) {
        ((HttpServletResponse) response).sendRedirect(originalLink);
        return;
    }
    // 数据库查询逻辑
} finally {
    lock.unlock();
}

查询数据库

LambdaQueryWrapper<ShortLinkDO> queryWrapper = Wrappers.lambdaQuery(ShortLinkDO.class)
    .eq(ShortLinkDO::getGid, shortLinkGotoDO.getGid())
    .eq(ShortLinkDO::getFullShortUrl, fullShortUrl)
    .eq(ShortLinkDO::getDelFlag, 0)
    .eq(ShortLinkDO::getEnableStatus, 0);

ShortLinkDO shortLinkDO = baseMapper.selectOne(queryWrapper);

if (shortLinkDO != null) {
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(GOTO_SHORT_LINK_KEY, shortLinkDO.getOriginUrl());
    ((HttpServletResponse) response).sendRedirect(shortLinkDO.getOriginUrl());
} else {
    stringRedisTemplate.opsForValue().set(String.format(GOTO_SHORT_IS_NULL_LINK_KEY, fullShortUrl), "-", 30, TimeUnit.MINUTES);
}