高并發(fā)：緩存模式以及緩存的數(shù)據(jù)一致性

作者 |?stephanie Tang

Cache-Aside

1. 程序需要判斷緩存中是否已經(jīng)存在數(shù)據(jù)。

   
   

2. 當(dāng)緩存中已經(jīng)存在數(shù)據(jù)(也就是緩存命中，cache hit)，則直接從緩存中返回?cái)?shù)據(jù)

   
   

3. 當(dāng)緩存中不存在數(shù)據(jù)(也就是緩存未命中，cache miss)，則先從數(shù)據(jù)庫(kù)里讀取數(shù)據(jù)，并且存入緩存，然后返回?cái)?shù)據(jù)

1. 更新數(shù)據(jù)庫(kù)

   
   

2. 更新緩存

1. A寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)

   
   

2. B后于A寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)

   
   

3. B寫(xiě)緩存

   
   

4. A寫(xiě)緩存

   
   

5. 緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不一致，緩存中的是臟數(shù)據(jù)

1. 更新數(shù)據(jù)庫(kù)

   
   

2. 刪除緩存中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)

那么這種寫(xiě)策略會(huì)有線程安全的問(wèn)題嗎？有，試想一下有兩個(gè)線程，線程A讀，線程B寫(xiě)

1. A讀數(shù)據(jù)，由于未命中那么從數(shù)據(jù)庫(kù)中取數(shù)據(jù)

   
   

2. B寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)

   
   

3. B刪除緩存

   
   

4. A由于網(wǎng)絡(luò)延遲比較慢，將臟數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存

應(yīng)用場(chǎng)景

優(yōu)點(diǎn)

• 緩存僅僅保存被請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，屬于懶加載模式(Lazy Loading)，和下文的Write-Through模式相比，避免了任何數(shù)據(jù)都被寫(xiě)入緩存造成緩存頻繁的更新。

缺點(diǎn)

• 當(dāng)發(fā)生緩存未命中的情況時(shí)，則會(huì)比較慢，因?yàn)橐?jīng)過(guò)三個(gè)步驟：查詢緩存，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取，寫(xiě)入緩存。

  
  

• 復(fù)雜的邏輯都在應(yīng)用程序中，如果實(shí)現(xiàn)微服務(wù)，多個(gè)微服務(wù)中會(huì)有重復(fù)的邏輯代碼

Read-Through/Write-Through

Read-Through

優(yōu)點(diǎn)

• 緩存不存在臟數(shù)據(jù)

  
  

• 相比較Cache-Aside懶加載模式，讀取速度更高，因?yàn)檩^少因?yàn)榫彺嫖疵卸鴱臄?shù)據(jù)庫(kù)中查找

  
  

• 應(yīng)用程序的邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單

缺點(diǎn)

• 對(duì)于總是寫(xiě)入?yún)s很少被讀取的應(yīng)用，那么Write-Through會(huì)非常浪費(fèi)性能，因?yàn)閿?shù)據(jù)可能更改了很多次，卻沒(méi)有被讀取，白白的每次都寫(xiě)入緩存造成寫(xiě)入延遲。

Write-Back

優(yōu)點(diǎn)

• 寫(xiě)入和讀取數(shù)據(jù)都非常的快，因?yàn)槎际菑木彺嬷兄苯幼x取和寫(xiě)入。

  
  

• 對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)不可用的情況有一定的容忍度，即使數(shù)據(jù)庫(kù)暫時(shí)不可用，系統(tǒng)也整體可用，當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)之后恢復(fù)的時(shí)候，再將數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

缺點(diǎn)

• 有數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，如果緩存掛掉而數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)寫(xiě)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，那么緩存中的有些數(shù)據(jù)將永久的丟失了

Write-Around

優(yōu)點(diǎn)

• 相比較Write-Through寫(xiě)入的時(shí)候的效率較高，如果數(shù)據(jù)寫(xiě)入后很少被讀取，緩存也不會(huì)被沒(méi)用到的數(shù)據(jù)占滿。
  
  

缺點(diǎn)

• 如果數(shù)據(jù)會(huì)寫(xiě)入多次，那么可能存在緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)不一致

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