教你生产环境怎么用缓存

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一、缓存的作用

1、提高数据的访问速度，带来系统性能的提升

2、缓存预热，数据预先读取，减小同时高并发访问时数据库的压力

二、缓存的位置

蓝色静态缓存，黄色动态缓存

三、进程外缓存运用

最常用Cache Aside Pattern ：

1）定义：

更改时先写DB，然后删除缓存。

读取时先读缓存，如果没有命中，读数据库，再写缓存

2）问题： 主从数据库的数据同步延迟带来的问题

方案一： 通过工具订阅从库的binlog,从库完成同步后再做一次删除缓存，可能有短暂的不一致,但不至于引入缓存导致主从同步造成的数据不一致更糟糕

方案二：强制数据同步这段时间内读主库来加载缓存，可能给主库带来压力

做法是写DB，往缓存中临时数据（唯一键+失效时间）标记，删除缓存 ，读取时判断 是否 包含在临时数据中，分情形读取

3）要点：

1、为啥先写db，后更新缓存 不行啊，因为可能在高并发双写时带来数据不一致

2、为啥先写db，后删缓存，是因为先删缓存，后db，可能在读写并发时因为主从同步延迟造成数据不一致

3、为啥删除缓存，是因为大部分业务场景下修改缓存代价太大，并且对象、文本类型数据修改操作太复杂

4）实践：

在redis中实践最常见

四、进程内缓存运用

1、问题：多个节点的数据同步问题(CAP理论的最经典应用)

解决方案一： 一致性hash缓存，问题是违背了服务器无状态准则，一般不推荐使用

解决方案二： 利用elastic—job定时或者mq实时通知所有节点，只能用在少量节点的情形

2、场景：

1）很少变化的数据，业务上允许不一致

例如马蜂窝使用OHC 堆外缓存在推荐系统中增加本地容灾

2）需要支持非常高的并发，例如秒杀系统, 可以使用guava作为堆内缓存，来达到定时过期，定时刷新，异步刷新 的效果

五、缓存的负面作用

1、缓存雪崩

问题：

1）缓存系统宕机 2）流量激增（高并发的写缓存）3）缓存同时批量过期

对应的解决方案 ：

1）缓存系统高可用

2）加锁或者排队限制高并发的写缓存

3）增加随机值避免同时失效

2、缓存穿透

定义：

所需的数据在DB中就不存在

解决方案：

1：布隆过滤器(boomfilter) ，缺点是无法确保100%的准确

2：缓存空对象，缺点是会消耗很多内存

六、代码设计注意项

1、设计查询时走缓存的数据要符合业务逻辑

2、一般情形下，代码中一定要保证查缓存时数据未查到或者出现异常，能够正常去调用第三方或者直接查询数据库,排除上述用堆外缓存做最后一道容灾的情形

3、缓存要按照业务逻辑设置时效性，持久的缓存可以设置定时任务去更新，临时性的缓存失效后查询时主动更新

4、业务逻辑不要依赖临时缓存数据的准确性，还是应该去走数据库

5、储存用户session的缓存信息redis需要固化，储存其他业务的缓存信息的redis为保证数据一致性可以选择不固化。

6、高并发情形，缓存预热非常有必要性

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