什么是预热？它有什么作用？

结论：预热（Warm-up）是在真实流量到来之前，把系统从「冷」拉到「热」：缓存加载热点数据、连接池提前建连、JIT 编译热点方法、限流器从低阈值爬升、CDN 回源分发。不做预热，冷启动瞬间的缓存穿透、建连与类加载会把 P99 拉高数倍，甚至引发雪崩。

一、预热的六个层次

二、冷启动曲线

 QPS
  │                        ┌────────────── 稳态
  │                   ╱────┘
  │             ╱────┘    ← 预热爬升：JIT + 缓存 + 连接
  │       ╱────┘
  │ ─────┘
  │ ▲ 冷启动瞬间：RT 高、错误率高、DB 压力尖峰
  └──────────────────────────────────────────► t

限流器的预热同理：Guava 的 SmoothWarmingUp 会在 warmupPeriod 内把放行速率从 stableInterval / coldFactor 线性提升到目标速率。

三、缓存预热代码

@Component
public class HotDataWarmer implements ApplicationRunner {
    private final RedisTemplate<String, String> redis;
    private final SkuMapper skuMapper;

    @Override
    public void run(ApplicationArguments args) {
        List<Long> hotSkuIds = skuMapper.selectTopHotSkuIds(5_000);
        redis.executePipelined((RedisCallback<Object>) conn -> {
            for (Long id : hotSkuIds) {
                String json = loadSkuJson(id);
                if (json == null) {
                    continue;
                }
                // TTL 加随机抖动，避免预热数据在同一刻集体过期
                long ttl = 3600 + ThreadLocalRandom.current().nextInt(600);
                conn.stringCommands().setEx(
                        ("sku:" + id).getBytes(StandardCharsets.UTF_8),
                        ttl,
                        json.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            }
            return null;
        });
        log.info("热点 SKU 预热完成，共 {} 条", hotSkuIds.size());
    }

    private String loadSkuJson(Long id) {
        Sku sku = skuMapper.selectById(id);
        return sku == null ? null : JsonUtil.toJson(sku);
    }
}

用 pipeline 把 5000 次 SET 合并成一次往返；TTL 抖动是防止预热完就在同一秒集体失效。

四、限流预热配置

# Sentinel 冷启动预热：阈值在 warmUpPeriodSec 内从 1/coldFactor 爬升到 count
flow:
  - resource: orderCreate
    grade: 1                # QPS 模式
    count: 500
    controlBehavior: 2      # WARM_UP
    warmUpPeriodSec: 60
    maxQueueingTimeMs: 0

五、常见追问

Q1：预热数据量太大怎么办？ 只预热 Top N（按访问日志排序），其余靠懒加载加互斥重建；同时给缓存写空值占位，避免穿透。

Q2：怎么验证预热生效？ 看三个指标：缓存命中率是否在启动后立刻达到稳态、P99 是否还有冷启动尖峰、DB QPS 是否被削平。

Q3：预热和缓存雪崩什么关系？ 预热是提前填满，雪崩是同时失效。两者必须配合：预热时给 TTL 加随机抖动，否则预热完仍会在同一时刻集体过期。

Q4：预热的代价是什么？ 启动变慢、启动瞬间对 DB 有一波集中读。要给预热加限速与开关，避免应用重启风暴把数据库打挂。

小结

• 预热覆盖 JVM、连接池、缓存、限流器、CDN 六个层次，缺一层就有一处尖峰。
• 缓存预热要配 pipeline 与 TTL 抖动，否则预热本身会成为新尖峰。
• 用命中率、P99、DB QPS 三个指标验证预热是否真的生效。