1. 旁路缓存 Cache-Aside
旁路缓存模式,它的提出是为了尽可能地解决缓存与数据库的数据不一致问题。
读请求:
- 读的时候,先读缓存,缓存命中的话,直接返回数据
- 缓存没有命中的话,就去读数据库,从数据库取出数据,放入缓存后,同时返回响应。
写请求:
写的的时候,先更新数据库,然后再删除缓存。
2. 删除缓存
为什么是删除缓存而不是更新缓存呢?
- 线程A先发起一个写操作,第一步先更新数据库
- 线程B再发起一个写操作,第二步更新了数据库
- 由于网络等原因,线程B先更新了缓存
- 线程A更新缓存。
这时候,缓存保存的是A的数据(老数据),数据库保存的是B的数据(新数据),数据不一致了,脏数据出现啦。如果是删除缓存取代更新缓存则不会出现这个脏数据问题。
更新缓存相对于删除缓存还有两点劣势:
- 如果你写入的缓存值,是经过复杂计算才得到的话。更新缓存频率高的话,就浪费性能啦。
- 在写数据库场景多,读数据场景少的情况下,数据很多时候还没被读取到,又被更新了,这也浪费了性能呢(实际上,写多的场景,用缓存也不是很划算了)
3. 先更新数据库,后删除缓存
无论先操作db还是cache,都会有各自的问题,根本原因是cache和db的更新不是一个原子操作,因此总会有不一致的问题。
场景1:先删缓存,再更新数据库
- 线程 A 要更新 X = 2(原值 X = 1)
- 线程 A 先删除缓存
- 线程 B 读缓存,发现不存在,从数据库中读取到旧值(X = 1)
- 线程 A 将新值写入数据库(X = 2)
- 线程 B 将旧值写入缓存(X = 1)
最终 X 的值在缓存中是 1(旧值),在数据库中是 2(新值),发生不一致。
可见,先删除缓存,后更新数据库,当发生「读+写」并发时,还是存在数据不一致的情况。
场景2:先更新数据库,再删缓存(✓)
- 缓存中 X 不存在(数据库 X = 1)
- 线程 A 读取数据库,得到旧值(X = 1)
- 线程 B 更新数据库(X = 2)
- 线程 B 删除缓存
- 线程 A 将旧值写入缓存(X = 1)
最终 X 的值在缓存中是 1(旧值),在数据库中是 2(新值),也发生不一致。
其实概率「很低」,这是因为它必须满足 3 个条件:
- 缓存刚好已失效
- 读请求 + 写请求并发
- 更新数据库 + 删除缓存的时间(步骤 3-4),要比读数据库 + 写缓存时间短(步骤 2 和 5)
仔细想一下,条件 3 发生的概率其实是非常低的。所以在大多数情况下,在不想做过多设计,增加太大工作量的情况下,请先更新数据库,再删缓存!
4. 头脑风暴
- 先更新数据库,再删除缓存。
- 另外一个八股文方案:延时双删。先删除缓存,再更新数据库,延迟几百毫秒再删除缓存数据。
- 缓存删除失败考虑重试机制,和缓存设置过期策略。