[Redis从零到精通|第三篇]:缓存更新指南

目录

前言

一、什么是缓存

二、为什么要使用缓存

三、缓存更新策略

数据库缓存不一致解决方案:

3.先操作缓存还是先操作数据库?

先删除缓存再操作数据库:

先更新数据库再删除缓存


前言

在高并发的业务场景里,缓存是提升系统性能的 "利器",但用不好也可能成为数据不一致的 "源头"。很多开发者在面对 "先操作缓存还是先操作数据库" 这个经典问题时,往往陷入两难。本文就从缓存的基础概念出发,一步步拆解缓存更新的核心策略,帮你彻底搞懂数据库缓存不一致的解决方案,避开生产环境里的那些常见陷阱。

一、什么是缓存

缓存( Cache),就是数据交换的缓冲区 ,俗称的缓存就是缓冲区内的数据,一般从数据库中获取,存储于本地代码

二、为什么要使用缓存

缓存数据存储于代码中,而代码运行在内存中,内存的读写性能远高于磁盘,缓存可以大大降低用户访问并发量带来的服务器读写压力

实际开发过程中,企业的数据量,少则几十万,多则几千万,这么大数据量,如果没有缓存来作为"避震器",系统是几乎撑不住的,所以企业会大量运用到缓存技术;

但是缓存也会增加代码复杂度和运营的成本:

优点:可以减少后端进行磁盘查询mysql数据库的次数,提高效率

缺点: 可能会造成数据的不一致性,出现雪崩、击穿、穿透等问题,需要维护成本

这里我们看一个黑马点评的例子

没有写入缓存前

写入缓存后,提高了查询效率

三、缓存更新策略

缓存更新是为了节约内存而设计出来的一个东西,因为内存空间相比于磁盘空间更加珍贵,当我们向redis插入太多数据,此时就可能会导致缓存中的数据过多,所以redis会对部分数据进行更新,或者把他叫为淘汰更合适。

三种更新策略

**内存淘汰:**redis自动进行,当redis内存达到咱们设定的max-memery的时候,会自动触发淘汰机制,淘汰掉一些不重要的数据(可以自己设置策略方式)

**超时剔除:**当我们给redis设置了过期时间ttl之后,redis会将超时的数据进行删除,方便咱们继续使用缓存

**主动更新:**我们可以手动调用方法把缓存删掉,通常用于解决缓存和数据库不一致问题

应用场景:

低需求场景:长时间不需要更新的,就可以用内存淘汰机制,不需要人为操作

高需求场景:可以把主动更新和超时剔除一起使用,来应对频繁的缓存更新状况

数据库缓存不一致解决方案:

由于我们的缓存的数据源来自于数据库 ,而数据库的数据是会发生变化的 ,因此,如果当数据库中数据发生变化,而缓存却没有同步 ,此时就会有一致性问题存在,其后果是:

用户使用缓存中的过时数据,就会产生类似多线程数据安全问题,从而影响业务,产品口碑等;怎么解决呢?有如下几种方案

Cache Aside Pattern 人工编码方式:缓存调用者在更新完数据库后再去更新缓存 ,也称之为双写方案

Read/Write Through Pattern : 由系统本身完成,数据库与缓存的问题交由系统本身去处理

Write Behind Caching Pattern :调用者只操作缓存,其他线程去异步处理数据库,实现最终一致

由于方案二、三在市面上难以找到对应的系统,只能成本较高,所以我们综合采用方案一

而操作缓存和数据库时有三个问题需要考虑:

1.如果采用第一个方案,那么假设我们每次操作数据库后,都操作缓存,但是中间如果没有人查询,那么这个更新动作实际上只有最后一次生效,中间的更新动作意义并不大,我们可以把缓存删除,等待再次查询时,将缓存中的数据加载出来

2.删除缓存还是更新缓存?

更新缓存:每一次更新操作都需要操作缓存,无效操作太多

删除缓存:只在用户需要是更新缓存,有效操作率高

3.先操作缓存还是先操作数据库?

若一开始缓存和数据库存储的都是10

先删除缓存再操作数据库:

正常流程如下:

异常情况

若在线程1删除了缓存后,线程2马上进入查询缓存,此时缓存没有数据,数据库也没来得及更新数据为20,那么线程2就会查询到旧的数据10,写入到缓存也为10,就会出现数据的不一致

因为更新数据库的操作比操作缓存的时间和查询数据库的时间长,所以可能性大

先更新数据库再删除缓存

正常流程如下

异常情况

若在一开始线程2更新数据库之前,线程1的缓存失效了,同时又在查询缓存,那么线程2的数据库操作还没来得及修改为20,线程1已经根据数据库查询到了旧数据10,在线程1把10写入缓存前,线程2先执行了删除缓存的操作,那么线程1的写入缓存的数据最终还是10

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