一.緩存更新策略

典型的緩存模式，一般有如下幾種：

• Cache Aside

• Read/Write Through

• Write Behind

1.Cache Aside 模式

這是大家經(jīng)常用到的一種策略模式。這種模式主要流程如下：

• 應(yīng)用在查詢數(shù)據(jù)的時候，先從緩存Cache中讀取數(shù)據(jù)，如果緩存中沒有，則再從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，得到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之后，將這個數(shù)據(jù)也放到緩存Cache中。

• 如果應(yīng)用要更新某個數(shù)據(jù)，也是先去更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，更新完成之后，則通過指令讓緩存Cache中的數(shù)據(jù)失效。

這里為什么不讓更新操作在寫完數(shù)據(jù)庫之后，緊接著去把緩存Cache中的數(shù)據(jù)也修改了呢？

主要是因為這樣做的話，就有2個寫操作的事件了，擔(dān)心在并發(fā)的情況下會導(dǎo)致臟數(shù)據(jù)，舉個例子：
假如同時有2個請求，請求A和請求B，并發(fā)的執(zhí)行。請求A是要去讀數(shù)據(jù)，請求B是要去更新數(shù)據(jù)。初始狀態(tài)緩存中是沒有數(shù)據(jù)的，當(dāng)請求A讀到數(shù)據(jù)之后，準(zhǔn)備往回寫的時候，此刻，請求B正好要更新數(shù)據(jù)，更新完了數(shù)據(jù)庫之后，又去把緩存更新了，那請求A再往緩存中寫的就是舊數(shù)據(jù)了，屬于臟數(shù)據(jù)。

那么 Cache Aside 模式就沒有臟數(shù)據(jù)問題了嗎？不是的，在極端情況下也可能會產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)，比如：

假如同時有2個請求，請求A和請求B，并發(fā)的執(zhí)行。請求A是要去讀數(shù)據(jù)，請求B是要去寫數(shù)據(jù)。假如初始狀態(tài)緩存中沒有這個數(shù)據(jù)，那請求A發(fā)現(xiàn)緩存中沒有數(shù)據(jù)，就會去數(shù)據(jù)庫中讀數(shù)據(jù)，讀到了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備寫回緩存中，就在這個時候，請求B是要去寫數(shù)據(jù)的，請求B在寫完數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)之后，又去設(shè)置了緩存失效。這個時候，請求A由于在數(shù)據(jù)庫中讀到了之前的舊數(shù)據(jù)，開始往緩存中寫數(shù)據(jù)了，此時寫進(jìn)入的就也是舊數(shù)據(jù)。那么最終就會導(dǎo)致，緩存中的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不一致，造成了臟數(shù)據(jù)。

不過這種概率比上面一種概率要小很多。所以整體而言 Cache Aside 模式 還是一種比較簡單實用的方式。

2.Read/Write Through 模式

這個模式其實就是將 緩存服務(wù) 作為主要的存儲，應(yīng)用的所有讀寫請求都是直接與緩存服務(wù)打交道，而不管最后端的數(shù)據(jù)庫了，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)由緩存服務(wù)來維護(hù)和更新。不過緩存中數(shù)據(jù)變更的時候是同步去更新數(shù)據(jù)庫的，在應(yīng)用的眼中只有緩存服務(wù)。

流程就相當(dāng)簡單了：

• 應(yīng)用要讀數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)都直接訪問緩存服務(wù)

• 緩存服務(wù)同步的將數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫

這個模式出現(xiàn)臟數(shù)據(jù)的概率就比較低，但是就強(qiáng)依賴緩存了，對緩存服務(wù)的穩(wěn)定性有較大要求，另外，增加新緩存節(jié)點時還會有初始狀態(tài)空數(shù)據(jù)問題。

3.Write Behind 模式

這個模式就是 Read/Write Through 模式 的一個變種。區(qū)別就是 Read/Write Through 模式的緩存寫數(shù)據(jù)庫的時候是同步的，而 Write Behind 模式 的緩存操作數(shù)據(jù)庫是異步的。

流程如下：

• 應(yīng)用要讀數(shù)據(jù)和更新數(shù)據(jù)都直接訪問緩存服務(wù)

• 緩存服務(wù)異步的將數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫（通過異步任務(wù)）

這個模式的特點就是速度很快，效率會非常高，但是數(shù)據(jù)的一致性比較差，還可能會有數(shù)據(jù)的丟失情況，實現(xiàn)邏輯也較為復(fù)雜。

以上就是目前三種主流的緩存更新策略，另外還有Refrsh-Ahead模式等由于使用的不是很常見就不詳細(xì)介紹了。

二.緩存相關(guān)

1.緩存擊穿

緩存擊穿是指緩存中沒有但數(shù)據(jù)庫中有的數(shù)據(jù)（一般是緩存時間到期），這時由于并發(fā)用戶特別多，同時讀緩存沒讀到數(shù)據(jù)，又同時去數(shù)據(jù)庫去取數(shù)據(jù)，引起數(shù)據(jù)庫壓力瞬間增大，造成過大壓力
解決方案：

• 設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不過期。
• 加互斥鎖，互斥鎖參考代碼如下：

2.緩存穿透

緩存穿透是指緩存和數(shù)據(jù)庫中都沒有的數(shù)據(jù)，而用戶不斷發(fā)起請求，如發(fā)起為id為“-1”的數(shù)據(jù)或id為特別大不存在的數(shù)據(jù)。這時的用戶很可能是攻擊者，攻擊會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫壓力過大。
解決方案：

• 布隆過濾器 接口層增加校驗，如用戶鑒權(quán)校驗，id做基礎(chǔ)校驗，id<=0的直接攔截；
• 從緩存取不到的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫中也沒有取到，這時也可以將key-value對寫為key-null，緩存有效時間可以設(shè)置短點，如30秒（設(shè)置太長會導(dǎo)致正常情況也沒法使用）。這樣可以防止攻擊用戶反復(fù)用同一個id暴力攻擊

3.緩存雪崩

緩存雪崩是指緩存中數(shù)據(jù)大批量到過期時間，而查詢數(shù)據(jù)量巨大，引起數(shù)據(jù)庫壓力過大甚至down機(jī)。和緩存擊穿不同的是， 緩存擊穿指并發(fā)查同一條數(shù)據(jù)，緩存雪崩是不同數(shù)據(jù)都過期了，很多數(shù)據(jù)都查不到從而查數(shù)據(jù)庫。

解決方案：

• 緩存數(shù)據(jù)的過期時間設(shè)置隨機(jī)，防止同一時間大量數(shù)據(jù)過期現(xiàn)象發(fā)生。
• 如果緩存數(shù)據(jù)庫是分布式部署，將熱點數(shù)據(jù)均勻分布在不同的緩存數(shù)據(jù)庫中。
• 設(shè)置熱點數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不過期。