面试题：缓存设计中时间与事件驱动策略的性能权衡

Question

假设在一个高并发的电商系统中，商品详情页数据使用缓存。从性能角度分析，在时间驱动缓存失效策略下，如何选择合适的失效时间间隔？若采用事件驱动策略，当商品信息更新时，如何确保缓存数据的一致性同时又不影响系统的高并发性能？

Answer 1

时间驱动缓存失效策略下合适失效时间间隔的选择

1. 考虑商品更新频率
   • 对于更新频繁的商品，如限时抢购、价格经常变动的商品，失效时间间隔应设置得较短，例如几分钟甚至几十秒。这样能保证用户获取到相对较新的数据，避免因长时间缓存旧数据而影响用户体验和业务决策。
   • 对于更新不频繁的商品，如一些经典款式且库存稳定、价格很少变动的商品，失效时间间隔可以设置得较长，比如几小时甚至一天。较长的失效时间间隔可减少缓存重建带来的性能开销。
2. 结合用户访问频率
   • 如果某商品访问频率极高，为了降低缓存重建对系统性能的影响，失效时间间隔可适当延长。同时，可以结合缓存预热机制，在失效时间临近时提前异步重建缓存，确保用户获取数据的流畅性。
   • 对于访问频率低的商品，失效时间间隔可相对灵活，既能根据更新频率设置，也可适当缩短以释放缓存空间。
3. 业务场景与数据敏感度
   • 在促销活动等关键业务场景下，对商品数据的准确性要求更高，失效时间间隔应缩短。例如在“双11”等大促期间，商品的价格、库存等信息变化频繁，需要更短的失效时间间隔来保证用户看到准确信息。
   • 对于一些对数据敏感度较低的信息，如商品的基本描述等，失效时间间隔可适当延长。

事件驱动策略下确保缓存数据一致性且不影响高并发性能的方法

1. 使用消息队列
   • 当商品信息更新时，系统将更新消息发送到消息队列（如 Kafka、RabbitMQ 等）。消息队列可以起到削峰填谷的作用，将瞬间的更新请求流量缓冲处理，避免对缓存更新操作造成过大压力。
   • 专门的消费者从消息队列中获取更新消息，并根据消息内容更新对应的缓存数据。由于消息队列的异步处理特性，不会阻塞商品详情页的高并发读请求，从而保证系统的高并发性能。
2. 缓存标记与延迟更新
   • 在商品信息更新时，先在缓存中设置一个标记，表示该商品数据已过时。当有读请求到达时，检查到该标记，先返回缓存中的旧数据，并异步触发缓存更新操作。
   • 这种方式能保证读请求的快速响应，不影响高并发性能。同时，通过异步更新机制，在短时间内更新缓存数据，确保数据一致性。
3. 采用读写锁
   • 对于缓存更新操作，加写锁。在商品信息更新时，获取写锁，更新缓存数据后释放写锁。读请求可以在写锁未被占用时获取读锁进行读取操作。
   • 为了提高高并发性能，可以对读锁进行优化，例如采用共享读锁，允许多个读请求同时获取读锁进行读取。但要注意写锁的优先级，以确保缓存数据能及时更新。