面试题：Redis读写分离缓存模式下高并发场景的一致性问题及解决方案

Question

在高并发场景下，Redis与MySQL读写分离缓存模式可能会出现数据一致性问题。请详细分析可能出现的一致性问题，并提出至少两种有效的解决方案，同时说明每种方案的优缺点。

Answer 1

可能出现的一致性问题

1. 缓存穿透：查询一个一定不存在的数据，由于缓存不命中，每次都会去查询数据库，若恶意大量请求，会对数据库造成压力，甚至压垮数据库。
2. 缓存雪崩：大量缓存同时过期，导致大量请求直接访问数据库，可能使数据库瞬间压力过大而崩溃。
3. 缓存击穿：热点数据缓存过期瞬间，大量并发请求同时访问，直接打到数据库，可能造成数据库压力剧增。

解决方案及优缺点

1. 布隆过滤器解决缓存穿透
   • 优点：能高效判断数据是否存在，极大减少数据库查询压力，占用内存空间小，查询效率高。
   • 缺点：存在误判率，误判的数据实际不存在，但布隆过滤器会认为存在；增加了维护布隆过滤器的成本。
2. 设置不同过期时间避免缓存雪崩
   • 优点：实现简单，能有效避免大量缓存同时过期的情况，降低数据库瞬间压力。
   • 缺点：无法精准控制缓存过期时间，可能导致部分数据在不合适的时间过期，影响业务准确性。
3. 互斥锁解决缓存击穿
   • 优点：能有效防止高并发下热点数据过期时大量请求同时访问数据库，保证数据库正常运行。
   • 缺点：增加了锁的开销，性能有所下降；若锁的释放出现问题，可能导致死锁，影响系统可用性。