勾哥：昨天發(fā)了一篇翻譯，英語水平一般般的我摳了半天字眼，一個(gè) word 一個(gè) word 翻譯過來，竟然被舉報(bào)了？！

哈？舉報(bào)的那位兄弟你是鹽吃多么

今天更新一篇緩存的常見問題，對(duì)很多開發(fā)老哥都能有幫助，盡量沒搞難度特別大，寫的簡(jiǎn)單的很！有意見可以正常反饋～

（女神帶我避開杠精！）

～～～以下正文～～～

對(duì)使用緩存時(shí)常遇到幾個(gè)問題，整理出了一個(gè)表格。

1. 緩存更新方式

第一個(gè)問題是緩存更新方式，這是決定在使用緩存時(shí)就該考慮的問題。

緩存的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)源發(fā)生變更時(shí)需要對(duì)緩存進(jìn)行更新，數(shù)據(jù)源可能是 DB，也可能是遠(yuǎn)程服務(wù)。

更新的方式可以是主動(dòng)更新。

數(shù)據(jù)源是 DB 時(shí)，可以在更新完 DB 后就直接更新緩存。

當(dāng)數(shù)據(jù)源不是 DB 而是其他遠(yuǎn)程服務(wù)，可能無法及時(shí)主動(dòng)感知數(shù)據(jù)變更，這種情況下一般會(huì)選擇對(duì)緩存數(shù)據(jù)設(shè)置失效期，也就是數(shù)據(jù)不一致的最大容忍時(shí)間。

這種場(chǎng)景下，可以選擇失效更新，key 不存在或失效時(shí)先請(qǐng)求數(shù)據(jù)源獲取最新數(shù)據(jù)，然后再次緩存，并更新失效期。

但這樣做有個(gè)問題，如果依賴的遠(yuǎn)程服務(wù)在更新時(shí)出現(xiàn)異常，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用。

改進(jìn)的辦法是異步更新，就是當(dāng)失效時(shí)先不清除數(shù)據(jù)，繼續(xù)使用舊的數(shù)據(jù)，然后由異步線程去執(zhí)行更新任務(wù)。這樣就避免了失效瞬間的空窗期。

另外還有一種純異步更新方式，定時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分批更新。實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景選擇更新方式。

2. 數(shù)據(jù)不一致

第二個(gè)問題是數(shù)據(jù)不一致的問題，可以說只要使用緩存，就要考慮如何面對(duì)這個(gè)問題。

緩存不一致產(chǎn)生的原因一般是主動(dòng)更新失敗，例如更新 DB 后，更新 Redis 因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)原因請(qǐng)求超時(shí)；或者是異步更新失敗導(dǎo)致。

解決的辦法——

• 如果服務(wù)對(duì)耗時(shí)不是特別敏感可以增加重試。
• 如果服務(wù)對(duì)耗時(shí)敏感可以通過異步補(bǔ)償任務(wù)來處理失敗的更新。
• 或者短期的數(shù)據(jù)不一致不會(huì)影響業(yè)務(wù)，那么只要下次更新時(shí)可以成功，能保證最終一致性就可以。

3. 緩存穿透

第三個(gè)問題是緩存穿透。

產(chǎn)生這個(gè)問題的原因可能是外部的惡意攻擊，例如，對(duì)用戶信息進(jìn)行了緩存，但惡意攻擊者使用不存在的用戶 ID 頻繁請(qǐng)求接口，導(dǎo)致查詢緩存不命中，然后穿透 DB 查詢依然不命中。這時(shí)會(huì)有大量請(qǐng)求穿透緩存訪問到 DB。

解決的辦法——

• 對(duì)不存在的用戶，在緩存中保存一個(gè)空對(duì)象進(jìn)行標(biāo)記，防止相同 ID 再次訪問 DB，不過有時(shí)這個(gè)方法并不能很好解決問題，可能導(dǎo)致緩存中存儲(chǔ)大量無用數(shù)據(jù)。
• 使用 BloomFilter 過濾器，BloomFilter 的特點(diǎn)是存在性檢測(cè)，如果 BloomFilter 中不存在，那么數(shù)據(jù)一定不存在；如果 BloomFilter 中存在，實(shí)際數(shù)據(jù)也有可能會(huì)不存在。非常適合解決這類的問題。

4. 緩存擊穿

第四個(gè)問題是緩存擊穿，就是某個(gè)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)失效時(shí)，大量針對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求會(huì)穿透到數(shù)據(jù)源。

解決這個(gè)問題有這些辦法——

• 可以使用互斥鎖更新，保證同一個(gè)進(jìn)程中針對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)不會(huì)并發(fā)請(qǐng)求到 DB，減小 DB 壓力。
• 使用隨機(jī)退避方式，失效時(shí)隨機(jī) sleep 一個(gè)很短的時(shí)間，再次查詢，如果失敗再執(zhí)行更新。
• 針對(duì)多個(gè)熱點(diǎn) key 同時(shí)失效的問題，可以在緩存時(shí)使用固定時(shí)間加上一個(gè)小的隨機(jī)數(shù)，避免大量熱點(diǎn) key 同一時(shí)刻失效。

5. 緩存雪崩

第五個(gè)問題是緩存雪崩。產(chǎn)生的原因是緩存掛掉，這時(shí)所有的請(qǐng)求都會(huì)穿透到 DB。

解決方法——

• 使用快速失敗的熔斷策略，減少 DB 瞬間壓力。
• 使用主從模式和集群模式來盡量保證緩存服務(wù)的高可用。
• 實(shí)際場(chǎng)景中，這兩種方法會(huì)結(jié)合使用。

考察點(diǎn)與加分項(xiàng)

這部分主要面試考察點(diǎn)是對(duì)緩存特性的理解，對(duì) MC、Redis 的特點(diǎn)和使用方式的掌握。

1. 要知道緩存的使用場(chǎng)景，不同類型緩存的使用方式，例如：

• 對(duì) DB 熱點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存減少 DB 壓力；對(duì)依賴的服務(wù)進(jìn)行緩存，提高并發(fā)性能
• 單純 K-V 緩存的場(chǎng)景可以使用 MC，而需要緩存 list、set 等特殊數(shù)據(jù)格式，可以使用 Redis
• 需要緩存一個(gè)用戶最近播放視頻的列表可以使用 Redis 的 list 來保存、需要計(jì)算排行榜數(shù)據(jù)時(shí)，可以使用 Redis 的 zset 結(jié)構(gòu)來保存

2. 要了解 MC 和 Redis 的常用命令，例如：

• 原子增減、對(duì)不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作的命令等
• 了解 MC 和 Redis 在內(nèi)存中的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，這對(duì)評(píng)估使用容量會(huì)很有幫助
• 了解 MC 和 Redis 的數(shù)據(jù)失效方式和剔除策略，比如主動(dòng)觸發(fā)的定期剔除和被動(dòng)觸發(fā)延期剔除

3. 要理解 Redis 的持久化、主從同步與 Cluster 部署的原理，例如：

• RDB 和 AOF 的實(shí)現(xiàn)方式與區(qū)別

如果想要在面試中獲得更好的表現(xiàn)，還應(yīng)了解下面這些加分項(xiàng)。

1. 要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景來介紹緩存的使用，例如：

• 調(diào)用后端服務(wù)接口獲取信息時(shí)，可以使用本地+遠(yuǎn)程的多級(jí)緩存
• 對(duì)于動(dòng)態(tài)排行榜類的場(chǎng)景可以考慮通過 Redis 的 sorted set 來實(shí)現(xiàn)等等

2. 最好有過分布式緩存設(shè)計(jì)和使用經(jīng)驗(yàn)，例如：

• 項(xiàng)目中在什么場(chǎng)景使用過 Redis，使用了什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，解決哪類的問題
• 使用 MC 時(shí)根據(jù)預(yù)估值大小調(diào)整 McSlab 分配參數(shù)等等

3. 最好可以了解緩存使用中可能產(chǎn)生的問題，例如：

• Redis 是單線程處理請(qǐng)求，應(yīng)盡量避免耗時(shí)較高的單個(gè)請(qǐng)求任務(wù)，防止相互影響
• Redis 服務(wù)應(yīng)避免和其他 CPU 密集型的進(jìn)程部署在同一機(jī)器
• 禁用 Swap 內(nèi)存交換，防止 Redis 的緩存數(shù)據(jù)交換到硬盤上，影響性能
• MC 鈣化問題等等

4. 要了解 Redis 的典型應(yīng)用場(chǎng)景，例如：

• 使用 Redis 來實(shí)現(xiàn)分布式鎖
• 使用 Bitmap 來實(shí)現(xiàn) BloomFilter
• 使用 HyperLogLog 來進(jìn)行 UV 統(tǒng)計(jì)等等

5. 知道 Redis4.0、5.0 中的新特性，例如：

• 支持多播的可持久化消息隊(duì)列 Stream
• 通過 Module 系統(tǒng)來進(jìn)行定制功能擴(kuò)展等等

本文首發(fā)在公號(hào)：勾勾的Java宇宙

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總結(jié)

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