Redis 有幾種緩存讀寫策略？

2024-03-23碼農

引言：在某一天面試的時候，小 x 被問到 Redis 三種緩存讀寫的策略，他懵了，原因是簡歷上明明是寫著熟悉 Redis，因此面試官可以隨意向任何一個方向進行開火，大家要註意從小點切入，除非自己是完全能夠掌握這門技術的，本文將帶你去了解三種常用的緩存讀寫策略的優缺點和使用場景。

題目

Redis 三種高效緩存讀寫策略你了解嗎？

推薦解析

旁路緩存模式(Cache Aside Pattern)

旁路緩存是最常見的緩存讀寫模式，適用於讀多寫少的使用經常。伺服端以資料庫比如 MySQL 為主，Redis 為輔，進行儲存。

寫操作流程

1）先更新資料庫

2）刪除 Redis 中的緩存

讀操作流程

1）嘗試從緩存中讀取數據，讀取到數據就直接返回

2）緩存中讀取不到，從資料庫中讀取數據

3）讀取完畢後，將數據放入緩存

緩存不一致可能的場景（先刪後更）

假如先刪除緩存，再更新資料庫，大機率會造成緩存不一致。執行緒 1 把 Redis 中 x 數據刪除，此時執行緒 2 發現緩存中沒有數據，從資料庫讀取，而執行緒以此時又把資料庫中的 x 數據更新，因此執行緒 2 讀取到的就是舊數據，造成了緩存不一致的情況。

緩存不一致發生機率小

被推薦的作法，就是上文講過的，先更新資料庫，再刪除緩存。

可能不一致的場景如下

1）緩存中 X（數據）不存在（資料庫 X = 1） 2）執行緒 1 讀取資料庫，得到舊值（X = 1） 3）執行緒 2 更新資料庫（X = 2) 4）執行緒 2 刪除緩存 5）執行緒 1 將舊值寫入緩存（X = 1） 6）最終 X 的值在緩存中是 1（舊值），在資料庫中是 2（新值），也發生不一致。

此場景需要滿足：1）緩存失效 2）讀寫請求同步對一個數據進行並行操作 3）更新資料庫+刪除緩存的時間大於讀取和寫入緩存的時間，也就是說寫操作時間大於度操作時間，因為緩存這塊可以不計入，理論發生機率是很小的。

旁路緩存優缺點

優點

1）提高數據存取速度

2）減少主記憶體存取

3）提高並行性

缺點

1）存在緩存資料庫不一致情況

2）首次請求數據一定不在緩存（可以緩存預熱結合定時任務）

3）寫操作頻繁會導致緩存被頻繁刪除，影響緩存命中率。（可以加分布式鎖，保證更新資料庫同時更新緩存。或者直接設定一個較短的過期時間）

旁路緩存範例程式碼

import java.util.HashMap; import java.util.Map; public classCacheAsideExample{ // 模擬緩存 privatestatic Map<String, String> cache = new HashMap<>(); // 模擬資料庫或資料來源 privatestatic Map<String, String> dataSource = new HashMap<>(); // 從緩存中獲取數據 publicstatic String getDataFromCache(String key){ return cache.get(key); } // 從資料來源中獲取數據 publicstatic String getDataFromDataSource(String key){ return dataSource.get(key); } // 將數據存入緩存 publicstaticvoidputDataIntoCache(String key, String value){ cache.put(key, value); } // 刪除緩存中的數據 publicstaticvoiddeleteDataFromCache(String key){ cache.remove(key); } // 從資料來源中載入數據，並存入緩存 publicstatic String loadData(String key){ String data = getDataFromDataSource(key); if (data != null) { putDataIntoCache(key, data); } return data; } publicstaticvoidmain(String[] args){ // 設定資料來源 dataSource.put("key1", "value1"); dataSource.put("key2", "value2"); // 從緩存中獲取數據，如果不存在則從資料來源中載入 String data1 = getDataFromCache("key1"); if (data1 == null) { data1 = loadData("key1"); } System.out.println("Data1: " + data1); // 從緩存中獲取數據，如果不存在則從資料來源中載入 String data2 = getDataFromCache("key2"); if (data2 == null) { data2 = loadData("key2"); } System.out.println("Data2: " + data2); // 刪除緩存中的數據 deleteDataFromCache("key1"); // 從緩存中獲取數據，如果不存在則從資料來源中載入 String data3 = getDataFromCache("key1"); if (data3 == null) { data3 = loadData("key1"); } System.out.println("Data3: " + data3); } }