高并发系统设计(十):【缓存的正确使用姿势】如何选择缓存的读写策略?

旁路缓存策略

在更新数据时不更新缓存,而是删除缓存中的数据,在读取数据时,发现缓存中没了数据之后,再从数据库中读取数据,更新到缓存中。

这是使用缓存最常见的策略,旁路缓存策略,这个策略数据以数据库中的数据为准,缓存中的数据是按需加载的。它可以分为读策略和写策略,其中读策略的步骤是:

  • 从缓存中读取数据;
  • 如果缓存命中,则直接返回数据;
  • 如果缓存不命中,则从数据库中查询数据;
  • 查询到数据后,将数据写入到缓存中,并且返回给用户。

写策略的步骤是:

  • 更新数据库中的记录;
  • 删除缓存记录。

在写策略中,能否先删除缓存,后更新数据库呢?答案是不行的,因为这样也有可能出现缓存数据不一致的问题。

旁路缓存策略存在的最大的问题是当写入比较频繁时,缓存中的数据会被频繁地清理,这样会对缓存的命中率有一些影响。如果业务对缓存命中率有严格的要求,那么可以考虑两种解决方案:

1.一种做法是在更新数据时也更新缓存,只是在更新缓存前先加一个分布式锁,因为这样在同一时间只允许一个线程更新缓存,就不会产生并发问题了。当然这么做对于写入的性能会有一些影响;

2.另一种做法同样也是在更新数据时更新缓存,只是给缓存加一个较短的过期时间,这样即使出现缓存不一致的情况,缓存的数据也会很快地过期,对业务的影响也是可以接受。

Read/Write Through(读穿/写穿)策略

这个策略的核心原则是用户只与缓存打交道,由缓存和数据库通信,写入或者读取数据。这就好比你在汇报工作的时候只对你的直接上级汇报,再由你的直接上级汇报给他的上级,你是不能越级汇报的。

Write Through的策略是这样的:先查询要写入的数据在缓存中是否已经存在,如果已经存在,则更新缓存中的数据,并且由缓存组件同步更新到数据库中,如果缓存中数据不存在,我们把这种情况叫做“Write Miss(写失效)”。在同步将数据更新到数据库中,而“No-write allocate”方式相比“Write Allocate”还减少了一次缓存的写入,能够提升写入的性能。

Read Through策略就简单一些,它的步骤是这样的:先查询缓存中数据是否存在,如果存在则直接返回,如果不存在,则由缓存组件负责从数据库中同步加载数据。

在开发过程中相比旁路缓存策略要少见一些,原因是经常使用的分布式缓存组件,无论是Memcached还是Redis都不提供写入数据库,或者自动加载数据库中的数据的功能。而在使用本地缓存的时候可以考虑使用这种策略。

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