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  • 高并发下浏览量入库设计

    一、背景

    文章浏览量统计,low的做法是:用户每次浏览,前端会发送一个GET请求获取一篇文章详情时,会把这篇文章的浏览量+1,存进数据库里。

    1.1 这么做,有几个问题:

    1. 在GET请求的业务逻辑里进行了数据的写操作!
    2. 并发高的话,数据库压力太大;
    3. 同时,如果文章做了缓存和搜索引擎如ElasticSearch的存储,同步更新缓存和ElasticSearch 更新同步更新太耗时,不更新就会导致数据不一致性。

    1.2 解决方案

    • HyperLogLog

    HyperLogLogProbabilistic data Structures的一种,这类数据结构的基本大的思路就是使用统计概率上的算法,牺牲数据的精准性来节省内存的占用空间及提升相关操作的性能。

    • 设计思路
    1. 为保证真实的博文浏览量,根据用户访问的ip和文章id,进行唯一校验,即同一个用户多次访问同一篇文章,改文章访问量只增加1;
    2. 将用户的浏览量用opsForHyperLogLog().add(key,value)的存储在Redis中,在半夜浏览量低的时候,通过定时任务,将浏览量更新至数据库中。

    二、 手把手实现

    2.1 项目配置

    • sql
    DROP TABLE IF EXISTS `article`;
    
    CREATE TABLE `article` (
      `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键',
      `title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '标题',
      `content` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '内容',
      `url` varchar(100) NOT NULL COMMENT '地址',
    	`views` bigint(20) NOT NULL COMMENT '浏览量',
      `create_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
      PRIMARY KEY (`id`)
    ) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;
    
    INSERT INTO article VALUES(1,'测试文章','content','url',10,NULL);
    

    插入了一条数据,并设计访问量已经为10了,便于测试。

    • 项目依赖pom.xml
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    </dependency>
    <!--mysql-->
    <dependency>
        <groupId>mysql</groupId>
        <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    </dependency>
    <!-- mybatis -->
    <dependency>
        <groupId>org.mybatis.spring.boot</groupId>
        <artifactId>mybatis-spring-boot-starter</artifactId>
        <version>1.3.2</version>
    </dependency>
    <!-- redis -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-pool2</artifactId>
        <version>2.0</version>
    </dependency>
    <!-- lombok-->
    <dependency>
        <groupId>org.projectlombok</groupId>
        <artifactId>lombok</artifactId>
        <optional>true</optional>
    </dependency>
    
    • application.yml
    spring:
      # 数据库配置
      datasource:
        url: jdbc:mysql://47.98.178.84:3306/dev
        username: dev
        password: password
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
      redis:
        host: 47.98.178.84
        port: 6379
        database: 1
        password: password
        timeout: 60s  # 连接超时时间,2.0 中该参数的类型为Duration,这里在配置的时候需要指明单位
        # 连接池配置,2.0中直接使用jedis或者lettuce配置连接池(使用lettuce,依赖中必须包含commons-pool2包)
        lettuce:
          pool:
            # 最大空闲连接数
            max-idle: 500
            # 最小空闲连接数
            min-idle: 50
            # 等待可用连接的最大时间,负数为不限制
            max-wait:  -1s
            # 最大活跃连接数,负数为不限制
            max-active: -1
    
    
    # mybatis
    mybatis:
      mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
    #  type-aliases-package: cn.van.redis.view.entity
    

    2.2 浏览量的切面设计

    • 自定义一个注解,用于新增文章浏览量到Redis
    @Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD})
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    public @interface PageView {
        /**
         * 描述
         */
        String description()  default "";
    }
    
    • 切面处理
     @Aspect
    @Configuration
    @Slf4j
    public class PageViewAspect {
    
        @Autowired
        private RedisUtils redisUtil;
    
        /**
         * 切入点
         */
        @Pointcut("@annotation(cn.van.redis.view.annotation.PageView)")
        public void PageViewAspect() {
    
        }
    
        /**
         * 切入处理
         * @param joinPoint
         * @return
         */
        @Around("PageViewAspect()")
        public  Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
            Object[] object = joinPoint.getArgs();
            Object articleId = object[0];
            log.info("articleId:{}", articleId);
            Object obj = null;
            try {
                String ipAddr = IpUtils.getIpAddr();
                log.info("ipAddr:{}", ipAddr);
                String key = "articleId_" + articleId;
                // 浏览量存入redis中
                Long num = redisUtil.add(key,ipAddr);
                if (num == 0) {
                    log.info("该ip:{},访问的浏览量已经新增过了", ipAddr);
                }
                obj = joinPoint.proceed();
            } catch (Throwable e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return obj;
        }
    }
    
    • 工具类RedisUtils.java
     @Component
    public  class RedisUtils {
    
        @Resource
        private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    
        /**
         * 删除缓存
         * @param key 可以传一个值 或多个
         */
        public void del(String... key) {
            redisTemplate.delete(key[0]);
        }
    
        /**
         * 计数
         * @param key
         * @param value
         */
        public Long add(String key, Object... value) {
            return redisTemplate.opsForHyperLogLog().add(key,value);
        }
        /**
         * 获取总数
         * @param key
         */
        public Long size(String key) {
            return redisTemplate.opsForHyperLogLog().size(key);
        }
    
    }
    
    • 工具类 IpUtils.java

    该工具类我在Mac下测试没问题,Windows下如果有问题,请反馈给我

     @Slf4j
    public class IpUtils {
    
        public static String getIpAddr() {
            try {
                Enumeration<NetworkInterface> allNetInterfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
                InetAddress ip = null;
                while (allNetInterfaces.hasMoreElements()) {
                    NetworkInterface netInterface = (NetworkInterface) allNetInterfaces.nextElement();
                    if (netInterface.isLoopback() || netInterface.isVirtual() || !netInterface.isUp()) {
                        continue;
                    } else {
                        Enumeration<InetAddress> addresses = netInterface.getInetAddresses();
                        while (addresses.hasMoreElements()) {
                            ip = addresses.nextElement();
                            if (ip != null && ip instanceof Inet4Address) {
                                log.info("获取到的ip地址:{}", ip.getHostAddress());
                                return ip.getHostAddress();
                            }
                        }
                    }
                }
            } catch (Exception e) {
                log.error("获取ip地址失败,{}",e);
            }
            return null;
        }
    }
    

    2.3 同步任务ArticleViewTask.java

    ArticleService.java里面的代码比较简单,详见文末源码。

    @Component
    @Slf4j
    public class ArticleViewTask {
    
        @Resource
        private RedisUtils redisUtil;
        @Resource
        ArticleService articleService;
    
    	// 每天凌晨一点执行
        @Scheduled(cron = "0 0 1 * * ? ")
        @Transactional(rollbackFor=Exception.class)
        public void createHyperLog() {
            log.info("浏览量入库开始");
    
            List<Long> list = articleService.getAllArticleId();
            list.forEach(articleId ->{
                // 获取每一篇文章在redis中的浏览量,存入到数据库中
                String key  = "articleId_"+articleId;
                Long view = redisUtil.size(key);
                if(view>0){
                    ArticleDO articleDO = articleService.getById(articleId);
                    Long views = view + articleDO.getViews();
                    articleDO.setViews(views);
                    int num = articleService.updateArticleById(articleDO);
                    if (num != 0) {
                        log.info("数据库更新后的浏览量为:{}", views);
                        redisUtil.del(key);
                    }
                }
            });
            log.info("浏览量入库结束");
        }
    
    }
    

    2.4 测试接口PageController.java

    @RestController
    @Slf4j
    public class PageController {
    
        @Autowired
        private ArticleService articleService;
    
        @Autowired
        private RedisUtils redisUtil;
    
        /**
         * 访问一篇文章时,增加其浏览量:重点在的注解
         * @param articleId:文章id
         * @return
         */
        @PageView
        @RequestMapping("/{articleId}")
        public String getArticle(@PathVariable("articleId") Long articleId) {
            try{
                ArticleDO blog = articleService.getById(articleId);
                log.info("articleId = {}", articleId);
                String key = "articleId_"+articleId;
                Long view = redisUtil.size(key);
                log.info("redis 缓存中浏览数:{}", view);
                //直接从缓存中获取并与之前的数量相加
                Long views = view + blog.getViews();
                log.info("文章总浏览数:{}", views);
            } catch (Throwable e) {
                return  "error";
            }
            return  "success";
        }
    }
    

    这里,具体的Service中的方法因为都被我放在Controller中处理了,所以就是剩下简单的Mapper调用了,这里就不浪费时间了,详见文末源码。(按理说,这些逻辑处理,应该放在Service处理的,请按实际情况优化)

    三、 测试

    启动项目,测试访问量,先请求http://localhost:8080/1,日志打印如下:

    2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1]  cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : articleId:1
    2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] cn.van.redis.view.utils.IpUtils          : 获取到的ip地址:192.168.1.104
    2019-03-2623:50:50.047  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : ipAddr:192.168.1.104
    2019-03-2623:50:50.139  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] io.lettuce.core.EpollProvider            : Starting without optional epoll library
    2019-03-2623:50:50.140  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] io.lettuce.core.KqueueProvider           : Starting without optional kqueue library
    2019-03-2623:50:50.349  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource       : HikariPool-1 - Starting...
    2019-03-2623:50:50.833  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] com.zaxxer.hikari.HikariDataSource       : HikariPool-1 - Start completed.
    2019-03-2623:50:50.872  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : articleId = 1
    2019-03-2623:50:50.899  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : redis 缓存中浏览数:1
    2019-03-2623:50:50.900  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章总浏览数:11
    

    观察一下,数据库,访问量确实没有增加,本机再次访问,发现,日志打印如下:

    2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] 
    cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : articleId:1
    2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.utils.IpUtils          : 获取到的ip地址:192.168.1.104
    2019-03-2623:51:14.658  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : ipAddr:192.168.1.104
    2019-03-2623:51:14.692  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] cn.van.redis.view.aspect.PageViewAspect  : 该ip:192.168.1.104,访问的浏览量已经新增过了
    2019-03-2623:51:14.752  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : articleId = 1
    2019-03-2623:51:14.760  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : redis 缓存中浏览数:1
    2019-03-2623:51:14.761  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章总浏览数:11
    
    • 定时任务触发,日志打印如下
    2019-03-27 01:00:00.265  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 浏览量入库开始
    2019-03-27 01:00:00.448  INFO 2974 --- [   scheduling-1] io.lettuce.core.EpollProvider            : Starting without optional epoll library
    2019-03-27 01:00:00.449  INFO 2974 --- [   scheduling-1] io.lettuce.core.KqueueProvider           : Starting without optional kqueue library
    2019-03-27 01:00:00.663  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 数据库更新后的浏览量为:11
    2019-03-27 01:00:00.682  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 浏览量入库结束
    

    观察一下数据库,发现数据库中的浏览量增加到11,同时,Redis中的浏览量没了,说明成功!

    四、 源码及说明

    4.1 源码地址

    Github 示例代码

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/vandusty/p/11415882.html
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