redis 三种缓存更新策略

今天聊聊redis 三种缓存更新策略分别是：

• Cache Aside（旁路缓存）策略；

• Read/Write Through（读穿 / 写穿）策略；

• Write Back（写回）策略；

其中 Cache Aside策略是redis和Mysql使用的更新策略，另外两种策略主要使用在计算机系统上。

Cache Aside（旁路缓存）策略

Cache Aside（旁路缓存）策略是最常用的策略，应用程序直接与「数据库、缓存」交互，并负责对缓存的维护，该策略又可以细分为「读策略」和「写策略」

读策略：

从缓存中读取数据

如果缓存命中，则直接返回数据

如果缓存不命中，则从数据库中查询数据

查询到数据后，将数据写入到缓存中，并且返回给用户

写策略：

更新数据库中（MYSQL，Redis）的记录

删除缓存记录

需要注意的是：写策略的步骤顺序不能倒过来（即不能先删除缓存，再更新数据库）。因为在「读+写」并发的时候，会出现缓存和数据库的数据不一致性的问题。如下图：

先删除缓存，再更新数据库

那么，也会有同学会问先更新数据库再删除缓存不会出现数据不一致吗？

理论上也是会的。

如下图：

先更新数据库再删除缓存， 理论上会出现数据不一致

但是，在实际中，这种出现的概率并不高。因为缓存的写入通常要远远快于数据库的写入。所以在实际中很难出现请求 B 已经更新了数据库并且删除了缓存，请求 A 才更新完缓存的情况。而一旦请求 A 早于请求 B 删除缓存之前更新了缓存，那么接下来的请求就会因为缓存不命中而从数据库中重新读取数据，所以不会出现这种不一致的情况。

 总结起来，Cache Aside（旁路缓存）策略是我们日常开发中最常使用的一种缓存策略，不过我们也要根据情况而定。比如新注册一个用户，如果按照先更新数据库再删除缓存的策略，可当我们注册用户之后立即读取用户信息，而且有数据库主从分离的情况下，很容易出现因为主从延迟而读不到用户数据。为了解决这个问题，我们应该更新数据库之后马上更新缓存数据，这样就算数据库主从延迟，也可以在缓存中查到数据。

Cache Aside 策略适合读多写少的场景，不适合写多的场景，因为当写入比较频繁时，缓存中的数据会被频繁地清理，这样会对缓存的命中率有一些影响。如果业务对缓存命中率有严格的要求，那么可以考虑两种解决方案：

• 一种做法是在更新数据时也更新缓存，只是在更新缓存前先加一个分布式锁，因为这样在同一时间只允许一个线程更新缓存，就不会产生并发问题了。当然这么做对于写入的性能会有一些影响；

• 另一种做法同样也是在更新数据时更新缓存，只是给缓存加一个较短的过期时间，这样即使出现缓存不一致的情况，缓存的数据也会很快过期，对业务的影响也是可以接受

Read/Write Through（读穿 / 写穿）策略

Read/Write Through（读穿 / 写穿）策略原则是应用程序只和缓存交互，不再和数据库交互，而是由缓存和数据库交互，相当于更新数据库的操作由缓存自己代理了。

Read Through 策略

先查询缓存中数据是否存在，如果存在则直接返回。

如果不存在，则由缓存组件负责从数据库查询数据，并将结果写入到缓存组件，最后缓存组件将数据返回给应用。

Write Through 策略

当有数据更新的时候，先查询要写入的数据在缓存中是否已经存在：

• 如果缓存中数据已经存在，则更新缓存中的数据，并且由缓存组件同步更新到数据库中，然后缓存组件告知应用程序更新完成。

• 如果缓存中数据不存在，直接更新数据库，然后返回

如下图：

Read/Write Through（读穿 / 写穿）策略

Read Through/Write Through 策略的特点是由缓存节点来和数据库打交道，在我们开发过程中相比 Cache Aside 策略要少见一些，原因是我们经常使用的分布式缓存组件，无论是 Memcached 还是 Redis 都不提供写入数据库和自动加载数据库中的数据的功能。而我们在使用本地缓存的时候可以考虑使用这种策略

Write Back（写回）策略

Write Back（写回）策略在更新数据的时候，只更新缓存，同时将缓存数据设置为脏的，然后立马返回，并不会更新数据库。对于数据库的更新，会通过批量异步更新的方式进行。

实际上，Write Back（写回）策略也不能应用到我们常用的数据库和缓存的场景中，因为 Redis 并没有异步更新数据库的功能。

Write Back 是计算机体系结构中的设计，比如 CPU 的缓存、操作系统中文件系统的缓存都采用了 Write Back（写回）策略。

Write Back 策略特别适合写多的场景，因为发生写操作的时候， 只需要更新缓存，就立马返回了。比如，写文件的时候，实际上是写入到文件系统的缓存就返回了，并不会写磁盘。

但是带来的问题是，数据不是强一致性的，而且会有数据丢失的风险，因为缓存一般使用内存，而内存是非持久化的，所以一旦缓存机器掉电，就会造成原本缓存中的脏数据丢失。所以你会发现系统在掉电之后，之前写入的文件会有部分丢失，就是因为 Page Cache 还没有来得及刷盘造成的。