SpringBoot：高併發下瀏覽量入庫設計

時間  2020-01-30
標籤 springboot 併發 瀏覽量 入庫 設計 欄目 Spring 简体版
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1、背景

文章瀏覽量統計，low的作法是：用戶每次瀏覽，前端會發送一個 GET請求獲取一篇文章詳情時，會把這篇文章的瀏覽量 +1，存進數據庫裏。

1.1 這麼作，有幾個問題：

  1. 在GET請求的業務邏輯裏進行了數據的寫操做！
  2. 併發高的話，數據庫壓力太大；
  3. 同時，若是文章作了緩存和搜索引擎如ElasticSearch的存儲，同步更新緩存和ElasticSearch 更新同步更新太耗時，不更新就會致使數據不一致性。

1.2 解決方案

  • HyperLogLog

HyperLogLog是Probabilistic data Structures的一種，這類數據結構的基本大的思路就是使用統計機率上的算法，犧牲數據的精準性來節省內存的佔用空間及提高相關操做的性能。前端

  • 設計思路java

    1. 爲保證真實的博文瀏覽量，根據用戶訪問的ip和文章id,進行惟一校驗，即同一個用戶屢次訪問同一篇文章，改文章訪問量只增長1；
    2. 將用戶的瀏覽量用opsForHyperLogLog().add(key,value)的存儲在Redis中，在半夜瀏覽量低的時候，經過定時任務，將瀏覽量更新至數據庫中。

2、 手把手實現

2.1 項目配置

  • sql
DROP TABLE IF EXISTS `article`;

CREATE TABLE `article` (
  `id` bigint(20) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `title` varchar(100) NOT NULL COMMENT '標題',
  `content` varchar(1024) NOT NULL COMMENT '內容',
  `url` varchar(100) NOT NULL COMMENT '地址',
    `views` bigint(20) NOT NULL COMMENT '瀏覽量',
  `create_time` timestamp NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '建立時間',
  PRIMARY KEY (`id`)
) ENGINE=INNODB AUTO_INCREMENT=1 DEFAULT CHARSET=utf8;

INSERT INTO article VALUES(1,'測試文章','content','url',10,NULL);
插入了一條數據，並設計訪問量已經爲10了，便於測試。
  • 項目依賴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:
  # 數據庫配置
  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  # 鏈接超時時間，2.0 中該參數的類型爲Duration，這裏在配置的時候須要指明單位
    # 鏈接池配置，2.0中直接使用jedis或者lettuce配置鏈接池（使用lettuce，依賴中必須包含commons-pool2包）
    lettuce:
      pool:
        # 最大空閒鏈接數
        max-idle: 500
        # 最小空閒鏈接數
        min-idle: 50
        # 等待可用鏈接的最大時間，負數爲不限制
        max-wait:  -1s
        # 最大活躍鏈接數，負數爲不限制
        max-active: -1


# mybatis
mybatis:
  mapper-locations: classpath:mapper/*.xml
#  type-aliases-package: cn.van.redis.view.entity

2.2 瀏覽量的切面設計

  • 自定義一個註解，用於新增文章瀏覽量到Redis中
@Target({ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface PageView {
    /**
     * 描述
     */
    String description()  default "";
}
  • 切面處理
@Aspect
@Configuration
@Slf4j
public class PageViewAspect {

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtil;

    /**
     * 切入點
     */
    @Pointcut("@annotation(cn.van.redis.view.annotation.PageView)")
    public void PageViewAspect() {

    }

    /**
     * 切入處理
     * @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;
            // 瀏覽量存入redis中
            Long num = redisUtil.add(key,ipAddr);
            if (num == 0) {
                log.info("該ip:{},訪問的瀏覽量已經新增過了", ipAddr);
            }
            obj = joinPoint.proceed();
        } catch (Throwable e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}
  • 工具類RedisUtils.java 
@Component
public  class RedisUtils {

    @Resource
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    /**
     * 刪除緩存
     * @param key 能夠傳一個值 或多個
     */
    public void del(String... key) {
        redisTemplate.delete(key[0]);
    }

    /**
     * 計數
     * @param key
     * @param value
     */
    public Long add(String key, Object... value) {
        return redisTemplate.opsForHyperLogLog().add(key,value);
    }
    /**
     * 獲取總數
     * @param key
     */
    public Long size(String key) {
        return redisTemplate.opsForHyperLogLog().size(key);
    }

}
  • 工具類 IpUtils.java
該工具類我在 Mac下測試沒問題， Windows下若是有問題，請反饋給我 
@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("獲取到的ip地址：{}", ip.getHostAddress());
                            return ip.getHostAddress();
                        }
                    }
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error("獲取ip地址失敗，{}",e);
        }
        return null;
    }
}

2.3 同步任務ArticleViewTask.java

ArticleService.java裏面的代碼比較簡單，詳見文末源碼。 
@Component
@Slf4j
public class ArticleViewTask {

    @Resource
    private RedisUtils redisUtil;
    @Resource
    ArticleService articleService;

    // 天天凌晨一點執行
    @Scheduled(cron = "0 0 1 * * ? ")
    @Transactional(rollbackFor=Exception.class)
    public void createHyperLog() {
        log.info("瀏覽量入庫開始");

        List<Long> list = articleService.getAllArticleId();
        list.forEach(articleId ->{
            // 獲取每一篇文章在redis中的瀏覽量，存入到數據庫中
            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("數據庫更新後的瀏覽量爲：{}", views);
                    redisUtil.del(key);
                }
            }
        });
        log.info("瀏覽量入庫結束");
    }

}

2.4 測試接口PageController.java 

@RestController
@Slf4j
public class PageController {

    @Autowired
    private ArticleService articleService;

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtil;

    /**
     * 訪問一篇文章時，增長其瀏覽量:重點在的註解
     * @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 緩存中瀏覽數：{}", view);
            //直接從緩存中獲取並與以前的數量相加
            Long views = view + blog.getViews();
            log.info("文章總瀏覽數：{}", views);
        } catch (Throwable e) {
            return  "error";
        }
        return  "success";
    }
}
這裏，具體的 Service中的方法由於都被我放在 Controller中處理了，因此就是剩下簡單的 Mapper調用了，這裏就不浪費時間了，詳見文末源碼。（按理說，這些邏輯處理，應該放在 Service處理的，請按實際狀況優化）

3、 測試

啓動項目，測試訪問量，先請求http://localhost:8080/1,日誌打印以下：mysql

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          : 獲取到的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 緩存中瀏覽數：1
2019-03-2623:50:50.900  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-1] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章總瀏覽數：11

觀察一下，數據庫，訪問量確實沒有增長，本機再次訪問，發現，日誌打印以下:git

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          : 獲取到的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  : 該ip:192.168.1.104,訪問的瀏覽量已經新增過了
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 緩存中瀏覽數：1
2019-03-2623:51:14.761  INFO 2970 --- [nio-8080-exec-3] c.v.r.v.web.controller.PageController    : 文章總瀏覽數：11
  • 定時任務觸發，日誌打印以下
2019-03-27 01:00:00.265  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 瀏覽量入庫開始
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   : 數據庫更新後的瀏覽量爲：11
2019-03-27 01:00:00.682  INFO 2974 --- [   scheduling-1] cn.van.redis.view.task.ArticleViewTask   : 瀏覽量入庫結束

觀察一下數據庫，發現數據庫中的瀏覽量增長到11，同時，Redis中的瀏覽量沒了，說明成功！github

4、 源碼及說明

4.1 源碼地址

Github 示例代碼web

4.2 更多文章

  1. 風塵博客
  2. 風塵博客-博客園
  3. 風塵博客-CSDN
  4. 風塵博客-SegmentFault

4.3 技術交流

風塵博客公衆號：redis

風塵博客

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