职场面试数据库常见面试题 -缓存与数据库的一致性

Posted 2021-06-26 树懒学堂

许多面试过开发岗位的小伙伴都知道，“缓存和数据库的双写一致性”是面试的重灾区，我们经常会面对面试官的redis连环提问。本期小树懒来给大家总结一下缓存和数据库一致性相关的面试题，让大家在面试时不再“无话可说”。

一、什么是缓存？

存储速度不同。缓存是将低速存储的结果暂时存储在高速存储中的技术。

如图所示，金字塔上的存储可以作为下面存储的缓存。

二、为什么需要缓存？

在高并发性的业务场景中，数据库大多是用户并发访问的最弱环节。因此，有必要使用redis进行缓冲操作，以便首先访问redis，而不是直接访问mysql等数据库。

该商业场景，主要是解决从Redis缓存中读取数据的问题，一般是按照下图的流程进行商业操作。

 

由于其高并发性和高性能的特点，缓存在项目中得到了广泛的应用。在使用缓存时，通常会面临更新问题。当数据源发生变化时，如何更新到数据库和缓存中，并尽可能保证安全性和性能。

三、如何更新缓存？

方法一：CacheAsidePattern。

CacheAsidePattern是最经典的缓存+数据库读写模式。

标准Pattern,facebook就是这样使用的，具体流程图如下：

故障：应用程序首先从cache获取数据，如果没有获取，则从数据库中获取数据，成功后，放入缓存。

命中:应用从cache中获取数据，获取后返回。

更新:先将数据存储在数据库中，成功后缓存无效。

阅读部分大家都很熟悉，先阅读cache，如果cache没有命中，去阅读存储介质，如底层数据库，返回数据，并设置缓存。

下面我们讨论三种更新策略：

先更新缓存，再写数据库。

首先更新数据库，然后更新缓存。

首先删除缓存，然后更新数据库。

(1) 先更新缓存，再写数据库。

同时，如果要求A和要求B更新，就会出现。

线程A更新了数据库。

线程B更新了数据库。

线程B更新缓存。

线程A更新缓存。

因此，请求A更新缓存应该比请求B更新缓存更早，但由于网络等原因，B更新缓存比A更早。这样会导致脏数据，所以没有考虑。

(2)在缓存之前更新数据库。

这个方案，大家都很反对。为什么呢？原因如下。

有两点:

如果你写数据库的场景较多，而读数据场景较少的业务需求，采用这个方案就会导致，数据压根还没有读到，缓存就会频繁更新，浪费性能。

写入数据库的值不是直接写入缓存，而是通过一系列复杂的计算写入缓存。那么，每次写入数据库，再次计算写入缓存的值无疑是浪费性能的。显然，删除缓存更合适。

(3)在更新数据库之前删除缓存。

这个计划会导致不一致的原因是。与此同时，一个要求A进行更新操作，另一个要求B进行查询操作。然后会出现以下情况：

• 要求A写作，删除缓存。
• 请求B查询，发现没有缓存。
• 请B到数据库查询以获得旧值。
• 请求B将旧值写入缓存。
• 请求A将新值写入数据库。

这种情况会导致不一致。此外，如果不使用为缓存设置过期时间策略，数据将永远是脏数据。

那怎样解决呢？采用延迟双删策略。

伪代码如下

public void write(String key,Object data){

redis.delKey(key);

db.updateData(data);

Thread.sleep(1000);

redis.delKey(key);

}}

方法二：Read/WriteThroughPattern。

ReadThrough是在查询操作中更新缓存，也就是说，当缓存失效时(过期或更换LRU)，CacheAside由调用者负责将数据加载到缓存中，而ReadThrough则由缓存服务自己加载，从而使应用者更加透明。WriteThrough是双写的。

方法三：WriteBehindCachingPattern。

WriteBehind又称WriteBack，可能是先更新cache，然后批量更新数据库。

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