《分布式IM系统》通用模型-第02节：分布式IM即时通讯系统通用缓存设计

作者：冰河
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• 本章难度：★★☆☆☆
• 本章重点：对分布式IM即时通讯系统的通用缓存进行设计和实现，使其具备高度可扩展性。重点掌握面向接口编程的核心思想，掌握扩展性代码的落地实现方案，并能够将其灵活应用到自身实际项目中。
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大家好，我是冰河~~

可以这么说，绝大部分互联网项目都会使用到缓存，使用缓存不仅仅可以提升系统的读性能，还能在高并发大流量场景下保护数据库不被流量打垮，并且分布式缓存也可以实现各个微服务之间共享数据状态。另外，大部分高并发、大流量的互联网项目都会采用本地缓存+分布式缓存的混合型缓存设计。

一、前言

像分布式IM即时通讯系统这种高并发、大流量的项目，毋庸置疑，都是需要设计缓存的。在分布式IM即时通讯系统中，缓存不仅仅用来缓存读热点数据，提升系统的读性能，保证数据库的稳定性和安全性，也不只是实现各个微服务之间共享数据的状态，在分布式IM即时通讯系统中，缓存还会有更加重要的应用场景。

二、本节诉求

对分布式IM即时通讯系统设计通用的本地缓存+分布式缓存的混合型缓存，并落地到代码实现，同时，需要实现缓存代码的高度可扩展性，方便系统后期的随时扩展，掌握面向接口编程的核心思想，并能够将其灵活应用到自身实际项目中。

三、应用场景

在分布式IM即时通讯系统中，缓存除了能起到常规作用外，更重要的是，在分布式IM即时通讯系统中，缓存还要支持这些场景：存储与用户终端建立连接的IM即时通讯服务ID，用户的在线状态、用户已读的单聊以及群聊消息的最大ID，视频会话信息等等内容。

所以，总体来说，在分布式IM即时通讯系统中，缓存的使用场景包含但不限于图2-1所示。

四、混合型缓存设计

总体来说，在缓存设计的过程中，会采用本地缓存+分布式缓存的混合型缓存设计方案。其中，本地缓存指的就是单机缓存，比如JVM内存缓存，单机Cache缓存。分布式缓存指的是以分布式的方式集中管理的缓存，比如Memcached、Redis等，并且在设计本地缓存+分布式缓存的混合型缓存方案时，要充分考虑到缓存穿透、击穿和雪崩问题。

4.1 扩展性设计

在分布式IM即时通讯系统中，本地缓存和分布式缓存相结合，能够抗住进入分布式IM即时通讯系统内部的大部分流量。并且在技术选型上，本地缓存默认基于Guava Cache实现，分布式缓存则默认基于Redis实现。并且本地缓存不仅仅只是支持Guava Cache，分布式缓存不仅仅只是支持Redis，在代码层面，都是面向接口编程，而非面向具体实现类编程，不管是本地缓存还是分布式缓存，都可以根据简单的配置切换具体的实现方式。

在代码设计上，代码具备良好的扩展性，后续维护和升级的成本就比较低。相反，如果代码写的杂乱无章，犹如“屎山”，那后期维护起来是相当痛苦的，谁也不想天天面对着一堆“屎山”，哪来有问题改哪里。所以，从一开始写的代码就要有良好的扩展性，方便后期的维护和升级。

分布式IM即时通讯系统整体是基于SpringBoot实现的，那如何写代码具备良好的扩展性呢？总体的原则就是面向接口编程，而非面向具体的实现类编程，具体业务逻辑里依赖的是接口，而非实现类，在接口不变的前提下，可以随时切换具体的实现类，也可以随时新增接口的实现类。业务中可以根据配置加载接口的某个具体实现类。

4.2 本地缓存设计

本地缓存的扩展设计示意图如图2-2所示。

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