面试题：CouchDB HTTP API RESTful接口兼容性优化与缓存处理

Question

考虑到CouchDB HTTP API RESTful接口需要与多种前端应用交互，为了提高性能并保证兼容性，在接口层需要处理缓存。请阐述你如何设计缓存策略，既要保证缓存的有效性，又要在CouchDB版本升级导致接口细微变化时，能够快速且正确地更新缓存数据，不影响前端业务逻辑。

Answer 1

缓存策略设计

1. 缓存粒度选择
   • 文档级缓存：针对单个CouchDB文档进行缓存。如果前端应用经常访问特定文档，这种粒度能有效减少对CouchDB的重复请求。例如，一个展示用户详细信息的页面，可将用户对应的CouchDB文档缓存。
   • 视图级缓存：对于通过CouchDB视图获取的数据，以视图查询参数为标识进行缓存。当多个前端应用使用相同的视图查询时，可复用缓存数据。如按时间范围查询订单的视图，可根据时间范围参数缓存结果。
2. 缓存有效期设置
   • 短期缓存：对于频繁变化的数据，设置较短的缓存有效期。例如，实时统计数据，可设置几分钟的有效期，保证数据的实时性。
   • 长期缓存：对于相对稳定的数据，如配置信息等，设置较长的有效期，减少缓存更新频率。
3. 缓存更新机制
   • 版本标记法：在CouchDB每次升级时，在接口层记录一个版本号。缓存数据带上版本标记，当版本号变化时，强制更新所有缓存。
   • 事件驱动：利用CouchDB的变化通知机制（如变化源），当检测到文档或视图相关的变化时，及时更新对应的缓存数据。对于视图变化，可通过视图的MD5哈希值等标识，若哈希值变化则更新缓存。
4. 缓存存储方式
   • 内存缓存：如使用Redis，读写速度快，适合高并发场景。将常用的缓存数据存储在Redis中，利用其丰富的数据结构和原子操作，实现高效的缓存管理。
   • 分布式缓存：如果应用规模较大，可采用分布式缓存方案，如Memcached集群。通过分布式存储，提高缓存的可扩展性和容错性。
5. 缓存一致性保证
   • 写后失效：当CouchDB数据更新时，立即失效相关的缓存数据。这样下次请求时会重新从CouchDB获取最新数据并更新缓存。
   • 读写锁：在对缓存数据进行读写操作时，使用读写锁机制。读操作可以并发进行，写操作时则独占锁，防止数据不一致。
6. 前端兼容性处理
   • 缓存格式标准化：确保缓存数据的格式与前端应用期望的格式一致，减少前端解析的复杂度。即使CouchDB接口变化，在缓存层对数据进行转换，保证前端获取的数据格式稳定。
   • 缓存降级：当缓存更新出现问题时，提供缓存降级策略，如返回旧版本的缓存数据，同时记录日志以便排查问题，尽量不影响前端业务逻辑的正常运行。