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除了常見的redis/memcache等進(jìn)程外緩存服務(wù)，還能怎么緩存數(shù)據(jù)？

緩存還有一種常見的玩法，進(jìn)程內(nèi)緩存。

什么是進(jìn)程內(nèi)緩存？

將一些數(shù)據(jù)緩存在站點(diǎn)，或者服務(wù)的進(jìn)程內(nèi)，這就是進(jìn)程內(nèi)緩存。

進(jìn)程內(nèi)緩存的實(shí)現(xiàn)載體，最簡單的，可以是一個(gè)帶鎖的Map。又或者，可以使用第三方庫，例如leveldb。

進(jìn)程內(nèi)緩存能存儲(chǔ)啥？

redis/memcache等進(jìn)程外緩存服務(wù)能存什么，進(jìn)程內(nèi)緩存就能存什么。

如上圖，可以存儲(chǔ)json數(shù)據(jù)，可以存儲(chǔ)html頁面，可以存儲(chǔ)對(duì)象。

進(jìn)程內(nèi)緩存有什么好處？

與沒有緩存相比，進(jìn)程內(nèi)緩存的好處是，數(shù)據(jù)讀取不再需要訪問后端，例如數(shù)據(jù)庫。

如上圖，整個(gè)訪問流程要經(jīng)過1,2,3,4四個(gè)步驟。

如果引入進(jìn)程內(nèi)緩存，

如上圖，整個(gè)訪問流程只要經(jīng)過1,2兩個(gè)步驟。

與進(jìn)程外緩存相比（例如redis/memcache），進(jìn)程內(nèi)緩存省去了網(wǎng)絡(luò)開銷，所以一來節(jié)省了內(nèi)網(wǎng)帶寬，二來響應(yīng)時(shí)延會(huì)更低。

進(jìn)程內(nèi)緩存有什么缺點(diǎn)？

統(tǒng)一緩存服務(wù)雖然多一次網(wǎng)絡(luò)交互，但仍是統(tǒng)一存儲(chǔ)。

如上圖，站點(diǎn)和服務(wù)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問統(tǒng)一的緩存服務(wù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)，容易保證數(shù)據(jù)的一致性。

而進(jìn)程內(nèi)緩存，如上圖，如果數(shù)據(jù)緩存在站點(diǎn)和服務(wù)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)，數(shù)據(jù)存了多份，一致性比較難保障。

如何保證進(jìn)程內(nèi)緩存的數(shù)據(jù)一致性？

保障進(jìn)程內(nèi)緩存一致性，有幾種方案。

第一種方案，可以通過單節(jié)點(diǎn)通知其他節(jié)點(diǎn)。如上圖：寫請(qǐng)求發(fā)生在server1，在修改完自己內(nèi)存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之后，可以主動(dòng)通知其他server節(jié)點(diǎn)，也修改內(nèi)存的數(shù)據(jù)。

這種方案的缺點(diǎn)是：同一功能的一個(gè)集群的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，相互耦合在一起，特別是節(jié)點(diǎn)較多時(shí)，網(wǎng)狀連接關(guān)系極其復(fù)雜。

第二種方案，可以通過MQ通知其他節(jié)點(diǎn)。如上圖，寫請(qǐng)求發(fā)生在server1，在修改完自己內(nèi)存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之后，給MQ發(fā)布數(shù)據(jù)變化通知，其他server節(jié)點(diǎn)訂閱MQ消息，也修改內(nèi)存數(shù)據(jù)。

這種方案雖然解除了節(jié)點(diǎn)之間的耦合，但引入了MQ，使得系統(tǒng)更加復(fù)雜。

前兩種方案，節(jié)點(diǎn)數(shù)量越多，數(shù)據(jù)冗余份數(shù)越多，數(shù)據(jù)同時(shí)更新的原子性越難保證，一致性也就越難保證。

第三種方案，為了避免耦合，降低復(fù)雜性，干脆放棄了“實(shí)時(shí)一致性”，每個(gè)節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)一個(gè)timer，定時(shí)從后端拉取最新的數(shù)據(jù)，更新內(nèi)存緩存。在有節(jié)點(diǎn)更新后端數(shù)據(jù)，而其他節(jié)點(diǎn)通過timer更新數(shù)據(jù)之間，會(huì)讀到臟數(shù)據(jù)。

為什么不能頻繁使用進(jìn)程內(nèi)緩存？

分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，有一條準(zhǔn)則：站點(diǎn)層、服務(wù)層要做到無數(shù)據(jù)無狀態(tài)，這樣才能任意的加節(jié)點(diǎn)水平擴(kuò)展，數(shù)據(jù)和狀態(tài)盡量存儲(chǔ)到后端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，例如數(shù)據(jù)庫服務(wù)或者緩存服務(wù)。

可以看到，站點(diǎn)與服務(wù)的進(jìn)程內(nèi)緩存，實(shí)際上違背了分層架構(gòu)設(shè)計(jì)的無狀態(tài)準(zhǔn)則，故一般不推薦使用。

什么時(shí)候可以使用進(jìn)程內(nèi)緩存？

以下情況，可以考慮使用進(jìn)程內(nèi)緩存。

情況一，只讀數(shù)據(jù)，可以考慮在進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)加載到內(nèi)存。

畫外音：此時(shí)也可以把數(shù)據(jù)加載到redis / memcache，進(jìn)程外緩存服務(wù)也能解決這類問題。

情況二，極其高并發(fā)的，如果透傳后端壓力極大的場景，可以考慮使用進(jìn)程內(nèi)緩存。

例如，秒殺業(yè)務(wù)，并發(fā)量極高，需要站點(diǎn)層擋住流量，可以使用內(nèi)存緩存。

情況三，一定程度上允許數(shù)據(jù)不一致業(yè)務(wù)。

例如，有一些計(jì)數(shù)場景，運(yùn)營場景，頁面對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求較低，可以考慮使用進(jìn)程內(nèi)頁面緩存。

末了，再次強(qiáng)調(diào)，進(jìn)程內(nèi)緩存的適用場景并不如redis/memcache廣泛，不要為了炫技而使用。

更多的時(shí)候，還是老老實(shí)實(shí)使用redis/mc吧。

畫外音：額，介紹技術(shù)，不希望把大家?guī)恕?/em>

架構(gòu)師之路-分享技術(shù)思路

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任何脫離業(yè)務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)都是耍流氓。

希望大家有收獲。

不用緩存服務(wù)，還能怎么緩存數(shù)據(jù)？

不用緩存服務(wù)，還能怎么緩存數(shù)據(jù)？