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穿透类缓存Cache使用,这一篇就够了!

有些成熟的技术方案,用不着创新,固化下来的模式(pattern),学就完了。例如,穿透类缓存的使用,“Cache Aside Pattern”就是很好的实践沉淀,故今天聊一聊Cache Aside Pattern。

画外音:就好像“设计模式”,它就是沉淀下来的设计方法。

什么是“Cache Aside Pattern”?

旁路缓存方案的经验实践,这个实践又分读实践,写实践。

画外音:与旁路缓存对应的,是穿透缓存。

读实践是怎么样的?

对于读请求:

(1)先读cache,再读db;

(2)如果,cache hit,则直接返回数据;

(3)如果,cache miss,则访问db,并将数据set回缓存;

穿透类缓存Cache使用,这一篇就够了!

如上图:

(1)先从cache中尝试get数据,结果miss了;

(2)再从db中读取数据,从库,读写分离;

(3)最后把数据set回cache,方便下次读命中;

写实践是怎么样的?

对于写请求:

(1)淘汰缓存,而不是更新缓存;

(2)先操作数据库,再淘汰缓存;

穿透类缓存Cache使用,这一篇就够了!

如上图:

(1)第一步要操作数据库,第二步操作缓存;

(2)缓存,采用delete淘汰,而不是set更新;

Cache Aside Pattern为什么建议淘汰缓存,而不是更新缓存?

如果更新缓存,在并发写时,可能出现数据不一致。

穿透类缓存Cache使用,这一篇就够了!

如上图所示,如果采用set缓存。

在1和2两个并发写发生时,由于无法保证时序,此时不管先操作缓存还是先操作数据库,都可能出现:

(1)请求1先操作数据库,请求2后操作数据库;

(2)请求2先set了缓存,请求1后set了缓存;

导致,数据库与缓存之间的数据不一致。

所以,Cache Aside Pattern建议,delete缓存,而不是set缓存。

Cache Aside Pattern为什么建议先操作数据库,再操作缓存?

如果先操作缓存,在读写并发时,可能出现数据不一致。

穿透类缓存Cache使用,这一篇就够了!

如上图所示,如果先操作缓存。

在1和2并发读写发生时,由于无法保证时序,可能出现:

(1)写请求淘汰了缓存;

(2)写请求操作了数据库(主从同步没有完成);

(3)读请求读了缓存(cache miss);

(4)读请求读了从库(读了一个旧数据);

(5)读请求set回缓存(set了一个旧数据);

(6)数据库主从同步完成;

导致,数据库与缓存的数据不一致。

所以,Cache Aside Pattern建议,先操作数据库,再操作缓存。

Cache Aside Pattern方案存在什么问题?

答:如果先操作数据库,再淘汰缓存,在原子性被破坏时:

(1)修改数据库成功了;

(2)淘汰缓存失败了;

导致,数据库与缓存的数据不一致。

Cache Aside Pattern总结:

对于读请求:

(1)先读cache,再读db;

(2)如果,cache hit,则直接返回数据;

(3)如果,cache miss,则访问db,并将数据set回缓存;

对于写请求:

(1)淘汰缓存,而不是更新缓存;

(2)先操作数据库,再淘汰缓存;

任何技术方案的设计,都是折衷。