js ajax 解决缓存穿透

基础概念： 缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存和数据库中都没有这个数据，所以每次请求都会直接打到数据库上，导致数据库压力增大。在JavaScript中，使用AJAX进行异步数据请求时，如果不进行适当的处理，就可能出现缓存穿透的问题。

相关优势：

提高数据访问速度：合理使用缓存可以减少对数据库的直接访问，从而提高应用的响应速度。
减轻数据库压力：通过缓存机制，可以分散数据库的读取压力，特别是在高并发场景下。

类型：

缓存穿透：查询不存在的数据，导致每次请求都直接访问数据库。
缓存击穿：某个热点数据过期，大量请求同时访问数据库。
缓存雪崩：缓存中大量数据同时过期，导致大量请求直接打到数据库。

应用场景：

在电商网站的商品详情页，用户频繁请求不存在的商品ID。
在社交网络中，用户尝试访问已被删除的用户资料。

遇到的问题及原因： 当使用AJAX进行数据请求时，如果请求的数据在缓存和数据库中都不存在，每次请求都会穿透缓存层，直接访问数据库。这通常是由于查询条件设置不当或数据更新策略不合理导致的。

解决方案：

布隆过滤器（Bloom Filter）：在缓存前加一层布隆过滤器，用于快速判断请求的key是否存在于集合中。如果不存在，则直接返回空值，避免访问数据库。
缓存空值：当数据库查询结果为空时，也将这个空结果进行缓存，并设置一个较短的过期时间。这样，相同的无效请求可以直接从缓存中获取结果，而不必每次都查询数据库。
使用互斥锁：在缓存失效的时候，不是立即去加载数据库，而是先使用互斥锁，只允许一个线程去加载数据，其他线程等待，加载完毕后释放锁，其他线程可以直接从缓存中获取数据。

示例代码： 以下是一个简单的JavaScript示例，展示如何使用AJAX请求数据，并处理缓存穿透问题：

function getDataWithCache(key) {
    // 尝试从缓存中获取数据
    let data = getFromCache(key);
    if (data !== null) {
        return Promise.resolve(data);
    }

    // 使用互斥锁防止缓存击穿
    if (!isLocked(key)) {
        lock(key);
        return fetch(`/api/data?key=${key}`)
            .then(response => response.json())
            .then(data => {
                if (data) {
                    // 缓存有效数据
                    setToCache(key, data);
                } else {
                    // 缓存空值，防止缓存穿透
                    setToCache(key, null, 60); // 设置60秒过期时间
                }
                unlock(key);
                return data;
            });
    } else {
        // 如果已被锁定，则等待一段时间后重试
        return new Promise((resolve) => setTimeout(() => resolve(getDataWithCache(key)), 100));
    }
}

// 辅助函数示例（需自行实现）
function getFromCache(key) { /* ... */ }
function setToCache(key, value, expireTime) { /* ... */ }
function isLocked(key) { /* ... */ }
function lock(key) { /* ... */ }
function unlock(key) { /* ... */ }

在这个示例中，我们首先尝试从缓存中获取数据。如果数据不存在，我们会检查是否已经对该键进行了锁定。如果没有锁定，我们就进行数据请求，并在请求完成后释放锁。如果数据不存在于数据库中，我们也会将其空值缓存一段时间，以防止缓存穿透。如果键已被锁定，我们会等待一段时间后重试。