1.缓存基本思想
什么是缓存？
- 缓存原指CPU上的一种高速存储器，它先于内存与CPU交换数据，速度很快
- 现在泛指存储在计算机上的原始数据的复制集，便于快速访问。
- 在互联网技术中，缓存是系统快速响应的关键技术之一
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缓存的使用场景
DB缓存，减轻DB服务器压力
- 一般情况下数据存在数据库中，应用程序直接操作数据库
- 当访问量上万，数据库压力增大，可以采取的方案有：
- 读写分离，分库分表
- 当访问量达到 十万、百万，需要引入缓存。
- 将已经访问过的内容或数据存储起来，当再次访问时先找缓存，缓存命中返回数据
- 不命中再找数据库，并回填缓存
- 提高系统响应
- 数据库的数据是存在文件里，也就是硬盘。与内存做交换（swap）
- 在大量瞬间访问时（高并发）MySQL单机会因为频繁IO而造成无法响应。MySQL的InnoDB是有行锁
- 将数据缓存在Redis中，也就是存在了内存中
- 内存天然支持高并发访问。可以瞬间处理大量请求
- qps达到 11 万读/S，8 万写/S
- 做Session分离
- 传统的session是由tomcat自己进行维护和管理。
- 集群或分布式环境，不同的tomcat管理各自的session。
- 只能在各个tomcat之间，通过网络和IO进行session的复制，极大的影响了系统的性能。
- 1 、各个Tomcat间复制session，性能损耗
- 2 、不能保证各个Tomcat的Session数据同步
- 将登录成功后的Session信息，存放在Redis中，这样多个服务器(Tomcat)可以共享Session信息。
- Redis的作用是数据的临时存储
做分布式锁（Redis）
- 一般讲锁是多线程的锁，是在一个进程中的
- 多个进程（JVM）在并发时也会产生问题，也要控制时序性
- 可以采用分布式锁。使用Redis实现 sexNX
做乐观锁（Redis）
提升用户体验
- 用户体验（User Experience）：用户在使用产品过程中建立起来的一种纯主观感受。
- 缓存的使用可以提升系统的响应能力，大大提升了用户体验。
- 减轻服务器压力
- 客户端缓存、网络端缓存减轻应用服务器压力。
- 服务端缓存减轻数据库服务器的压力。
提升系统性能
额外的硬件支出
- 缓存是一种软件系统中以空间换时间的技术
- 需要额外的磁盘空间和内存空间来存储数据
- 搭建缓存服务器集群需要额外的服务器
- 采用云服务器的缓存服务就不用额外的服务器了
- 高并发缓存失效
- 在高并发场景下会出现缓存失效（缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿）
- 造成瞬间数据库访问量增大，甚至崩溃
- 缓存与数据库数据同步
- 缓存与数据库无法做到数据的时时同步
- Redis无法做到主从时时数据同步
缓存并发竞争
Cache Aside Pattern（旁路缓存），是最经典的缓存+数据库读写模式。
- 读的时候，先读缓存，缓存没有的话，就读数据库，然后取出数据后放入缓存，同时返回响应。
更新的时候，先更新数据库，然后再删除缓存。
为什么是删除缓存，而不是更新缓存呢？
- 缓存的值是一个结构：hash、list，更新数据需要遍历，先遍历（耗时）后修改
- 懒加载：使用的时候才更新缓存
- 使用的时候才从DB中加载
- 也可以采用异步的方式填充缓存
- 开启一个线程定时将DB的数据刷到缓存中
高并发脏读的三种情况
- 先更新数据库，再更新缓存
- update与commit之间，更新缓存，若update成功，commit失败，则DB与缓存数据不一致
- 先删除缓存，再更新数据库
- update与commit之间，有新的读，缓存空，读DB数据到缓存数据是旧的数据
- commit后DB为新数据则DB与缓存数据不一致
- 先更新数据库，再删除缓存（推荐）
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