架构设计笔记_11_关键模式_缓存
Posted 昌明说
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了架构设计笔记_11_关键模式_缓存相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
2009年7月 北京灵山
缓存是我们优化系统最常用的一种手段，不要一出现性能问题就开始考虑分布式，微服务，分库分表等等，看起来高大上的说起来炸耳朵的名词，试想一下你的缓存用好了吗？SQL优化了没有？
Runnf的问题在于读大于写，QPS是83328，完全从数据库查询，会导致数据库服务器压力大，通过缓存可以解决此问题，数据写库后要同步一份到缓存，具体业务场景是，产生的用户动态数据，因为用户动态数据时效性没有那么高，可以有延时，还有就是跑步记录的主要轨迹数据，特别是在查看运动记录详情时需要查看到轨迹数据的详细信息，以上2个场景的数据都是一次形成后，很少会进行修改的，所有放在缓存中比较合适。目前Redis官网给出的QPS数据是10万。
缓存的使用场景
对于大量更新不频繁的热点数据，甚至系统启动后很难再更新的数据，这种情况就需要放入缓存，一次读入随时使用。热点数据的特点就是读取量很大，更新不频繁，比如新浪微博的热搜，比如Runnf的动态等。上千万粉丝的明星发一条微博，会产生千万条select语句查询数据库，数据库肯定会招架不住。
对于业务大表，虽然不是热点数据，也可以通过缓存来缓解数据库的读取压力。比如商品详情页这种，对于大型电商系统，商品详情页集成了多方面的综合数据总体展现，不可能每次都查多张表，但是这种场景必须要有一个安全的缓存数据更新和淘汰机制，保证没有脏数据的产生。比如商品的分页数据，当商品数据巨大时，通过缓存把分页数据缓存起来。
缓存的问题
缓存数据不存在，这种情况理论上是正常的，不存在就去数据库里面查询，然后在缓存起来，但是不正常的是，如果恶意的发起大量的不存在数据的查询，就会拖垮后台的数据库，这种情况，可以通过返回空，然后缓存起来，就保证下次不再直接访问数据库了。（穿透问题）
缓存数据构建时耗时较长，当有大量请求过来时，如果发现缓存没有就查询数据库，然后开始同时生成缓存数据，那么也会导致后台的服务压力较大，即同时访问存储系统，使得存储系统性能下降，同时会影响其他业务逻辑，这种情况的关键点在于构建缓存数据的这段代码逻辑，可以通过加锁的方式解决，每次只有一个线程可以生产缓存，其他只能等待。单体结构服务这种方式可以解决，但是如果是分布式系统，应用实例并不知道其他实例都在访问存储系统，就需要分布式锁来保证大家步调一致。另外一种方案就是通过后台定时更新缓存机制，业务逻辑代码不更新缓存，缓存失效后业务代码直接返回空即可，后台更新缓存逻辑会更加设定的时间间隔进行更新缓存。（雪崩问题）
Runnf的缓存机制实现了用户动态数据和跑步轨迹数据的缓存，同时结合Redis的数据结构，可以缓存当前用户的动态页的前几页动态数据，就是其关注的所有好友的动态数据汇总，根据时间线进行展示。如果Runnf增加一个发现功能，同理可以借助Redis的缓存功能将有价值的用户动态一次呈现在发现页中。
以上，Runnf中我们在使用缓存时，使用到的就是通过缓存存储业务大表数据，即用户动态数据，和热点数据，即发现页的热点数据。而对于缓存的问题，我们在关键缓存构建代码上加上锁机制，保证不会出现雪崩问题，结合我们的用户量，无状态的服务器同时进行缓存重建逻辑也不会达到雪崩的状态，所以无需使用分布式锁机制。同样，会通过返回空来防止缓存穿透问题。
以上是关于架构设计笔记_11_关键模式_缓存的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章