3種分頁串列快取方式，速收藏~-有解無憂

摘要：本文介紹了實作分頁串列快取的三種方式，

本文分享自華為云社區《分頁串列快取，你真的會嗎》，作者：勇哥java實戰分享，

1 直接快取分頁串列結果

顯而易見，這是最簡單易懂的方式，

我們按照不同的分頁條件來快取分頁結果，偽代碼如下：

public List<Product> getPageList(String param,int page,int size) {
 String key = "productList:page:" + page + ”size:“ + size + 
 "param:" + param ;
 List<Product> dataList = cacheUtils.get(key);
 if(dataList != null) {
 return dataList;
 }
 dataList = queryFromDataBase(param,page,size);
 if(dataList != null) {
 cacheUtils.set(key , dataList , Constants.ExpireTime);
 }
}

這種方案的優點是工程簡單，性能也快，但是有一個非常明顯的缺陷基因：串列快取的顆粒度非常大，

假如串列中資料發生增刪，為了保證資料的一致性，需要修改分頁串列快取，

有兩種方式：

1、依靠快取過期來惰性的實作，但業務場景必須包容；

2、使用 Redis 的 keys 找到該業務的分頁快取，執行洗掉指令，但 keys 命令對性能影響很大，會導致 Redis 很大的延遲，

生產環境使用 keys 命令比較危險，發生事故的幾率高，非常不推薦使用，

2 查詢物件ID串列，再快取每個物件條目

快取分頁結果雖然好用，但快取的顆粒度太大，保證資料一致性比較麻煩，

所以我們的目標是更細粒度的控制快取，

我們查詢出商品分頁物件ID串列，然后為每一個商品物件創建快取 , 通過商品ID和商品物件快取聚合成串列回傳給前端，

偽代碼如下：

核心流程：

1、從資料庫中查詢分頁 ID 串列

// 從資料庫中查詢分頁商品 ID 串列
List<Long> productIdList = queryProductIdListFromDabaBase(
                           param, 
                           page, 
                           size);

對應的 SQL 類似：

SELECT id FROM products
ORDER BY id 
LIMIT (page - 1) * size , size

2、批量從快取中獲取商品物件

Map<Long, Product> cachedProductMap = cacheUtils.mget(productIdList);

假如我們使用本地快取，直接一條一條從本地快取中聚合也極快，

假如我們使用分布式快取，Redis 天然支持批量查詢的命令，比如 mget ，hmget ，

3、組裝沒有命中的商品ID

List<Long> noHitIdList = new ArrayList<>(cachedProductMap.size());
for (Long productId : productIdList) {
 if (!cachedProductMap.containsKey(productId)) {
 noHitIdList.add(productId);
 }
}

因為快取中可能因為過期或者其他原因導致快取沒有命中的情況，所以我們需要找到哪些商品沒有在快取里，

4、批量從資料庫查詢未命中的商品資訊串列，重新加載到快取

首先從資料庫里批量查詢出未命中的商品資訊串列，請注意是批量，

List<Product> noHitProductList = batchQuery(noHitIdList);

引數是未命中快取的商品ID串列，組裝成對應的 SQL，這樣性能更快：

SELECT * FROM products WHERE id IN
 (1,
 2,
 3,
 4);

然后這些未命中的商品資訊存盤到快取里 , 使用 Redis 的 mset 命令，

//將沒有命中的商品加入到快取里
Map<Long, Product> noHitProductMap =
 noHitProductList.stream()
 .collect(
 Collectors.toMap(Product::getId, Function.identity())
 );
cacheUtils.mset(noHitProductMap);
//將沒有命中的商品加入到聚合map里
cachedProductMap.putAll(noHitProductMap);

5、遍歷商品ID串列，組裝物件串列

for (Long productId : productIdList) {
 Product product = cachedProductMap.get(productId);
 if (product != null) {
 result.add(product);
 }
}

當前方案里，快取都有命中的情況下，經過兩次網路 IO ，第一次資料庫查詢 IO ，第二次 Redis 查詢 IO , 性能都會比較好，

所有的操作都是批量操作，就算有快取沒有命中的情況，整體速度也較快，

”查詢物件ID串列，再快取每個物件條目“ 這個方案比較靈活，當我們查詢物件ID串列，可以不限于資料庫，還可以是搜索引擎，Redis 等等，

下圖是開源中國的搜索流程：

精髓在于：搜索的分頁結果只包含業務物件 ID ，物件的詳細資料需要從快取 + MySQL 中獲取，

3 快取物件ID串列,同時快取每個物件條目

筆者曾經重構過類似朋友圈的服務，進入班級頁面，瀑布流的形式展示班級成員的所有動態，

我們使用推模式將每一條動態 ID 存盤在 Redis ZSet 資料結構中，Redis ZSet 是一種型別為有序集合的資料結構，它由多個有序的唯一的字串元素組成，每個元素都關聯著一個浮點數分值，

ZSet 使用的是 member -> score 結構：

member : 被排序的標識，也是默認的第二排序維度（ score 相同時，Redis 以 member 的字典序排列）
score : 被排序的分值，存盤型別是 double

如上圖所示：ZSet 存盤動態 ID 串列 , member 的值是動態編號 , score 值是創建時間，

通過 ZSet 的 ZREVRANGE 命令就可以實作分頁的效果，

ZREVRANGE 是 Redis 中用于有序集合（sorted set）的命令之一，它用于按照成員的分數從大到小回傳有序集合中的指定范圍的成員，

為了達到分頁的效果，傳遞如下的分頁引數：

通過 ZREVRANGE 命令，我們可以查詢出動態 ID 串列，

查詢出動態 ID 串列后，還需要快取每個動態物件條目，動態物件包含了詳情，評論，點贊，收藏這些功能資料，我們需要為這些資料提供單獨做快取配置，

無論是查詢快取，還是重新寫入快取，為了提升系統性能，批量操作效率更高，

若快取物件結構簡單，使用 mget 、hmget 命令；若結構復雜，可以考慮使用 pipleline，Lua 腳本模式，筆者選擇的批量方案是 Redis 的 pipleline 功能，

我們再來模擬獲取動態分頁串列的流程：

使用 ZSet 的 ZREVRANGE 命令，傳入分頁引數，查詢出動態 ID 串列；
傳遞動態 ID 串列引數，通過 Redis 的 pipleline 功能從快取中批量獲取動態的詳情，評論，點贊，收藏這些功能資料，組裝成串列，

4 總結

本文介紹了實作分頁串列快取的三種方式：

直接快取分頁串列結果
查詢物件ID串列，只快取每個物件條目
快取物件ID串列，同時快取每個物件條目

這三種方式是一層一層遞進的，要訣是：細粒度的控制快取和批量加載物件，

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