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在本节中，我们将通过一个实际的项目案例，演示如何在 Go 中使用 Redis 实现高效的缓存设计与优化。

业务需求

假设我们正在开发一个电商平台，需要缓存商品信息以提高页面加载速度。商品信息经常被查询，但修改频率较低，因此使用 Redis 作为缓存会大大减少数据库的查询压力。

1. 缓存设计

1. 缓存粒度 ：我们将每个商品的信息作为一个缓存项进行存储，缓存的键为商品的 ID，值为商品的 JSON 数据。
2. 缓存失效策略：设置缓存的过期时间为 10 分钟，这样商品信息会在 10 分钟后自动失效，防止过期数据的出现。
3. 缓存预热：在系统启动时，我们通过预加载常见商品的数据到缓存中，减少首次访问时的缓存未命中的情况。

2. Go+Redis代码实现

package mainimport ("context""encoding/json""fmt""log""time""github.com/go-redis/redis/v8"
)var ctx = context.Background()// 商品结构体
type Product struct {ID    string `json:"id"`Name  string `json:"name"`Price float64 `json:"price"`
}func getProductFromDB(productID string) (*Product, error) {// 模拟从数据库获取商品数据return &Product{ID:    productID,Name:  "Example Product",Price: 99.99,}, nil
}func getProductFromCache(rdb *redis.Client, productID string) (*Product, error) {// 从缓存中获取商品数据val, err := rdb.Get(ctx, productID).Result()if err == redis.Nil {// 缓存未命中，查询数据库return nil, nil} else if err != nil {return nil, err}var product Producterr = json.Unmarshal([]byte(val), &product)if err != nil {return nil, err}return &product, nil
}func setProductToCache(rdb *redis.Client, product *Product) error {// 将商品数据缓存到 RedisproductData, err := json.Marshal(product)if err != nil {return err}return rdb.Set(ctx, product.ID, productData, 10*time.Minute).Err()
}func getProduct(rdb *redis.Client, productID string) (*Product, error) {// 尝试从缓存中获取商品product, err := getProductFromCache(rdb, productID)if err != nil {return nil, err}if product == nil {// 缓存未命中，查询数据库并将结果缓存product, err = getProductFromDB(productID)if err != nil {return nil, err}err = setProductToCache(rdb, product)if err != nil {return nil, err}}return product, nil
}func main() {rdb := redis.NewClient(&redis.Options{Addr:     "localhost:6379", // Redis 地址Password: "",               // 密码DB:       0,                // 默认数据库})// 获取商品productID := "12345"product, err := getProduct(rdb, productID)if err != nil {log.Fatalf("获取商品失败: %v", err)}fmt.Printf("商品信息: %+v\n", product)
}

3. 代码解析

1. 获取商品信息：首先，我们尝试从 Redis 缓存中获取商品信息。如果缓存未命中，我们会从数据库中查询商品数据，并将查询结果存入缓存。
2. 缓存设置过期时间：商品信息被存入缓存时，我们设置了 10 分钟的过期时间，这样缓存会自动失效。
3. 缓存穿透与击穿防范：通过合理的缓存失效时间和商品信息的缓存设计，避免了缓存穿透和缓存击穿的问题。

4. 性能优化

通过上述设计，我们显著减少了数据库查询次数，降低了数据库的负载，提高了系统的响应速度和吞吐量。