面试题：缓存设计之高并发下双写一致性挑战与应对

加锁

实现原理：
- 在更新数据库和删除缓存操作前获取锁，只有获取到锁的线程才能执行更新和删除操作。例如在Java中可以使用synchronized关键字或ReentrantLock。当一个线程获取锁后，其他线程只能等待锁的释放。这样可以保证同一时间只有一个线程进行数据库和缓存的操作，避免读请求在更新过程中读到旧缓存数据。
- 示例代码（以Java ReentrantLock为例）：

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class CacheDatabaseSync {
    private static ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
    // 假设这是数据库操作方法
    public void updateDatabase() {
        // 模拟数据库更新操作
    }
    // 假设这是缓存删除操作方法
    public void deleteCache() {
        // 模拟缓存删除操作
    }
    public void update() {
        lock.lock();
        try {
            updateDatabase();
            deleteCache();
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

适用场景：
- 适用于并发量不是特别高的场景。因为加锁会导致性能下降，同一时间只有一个线程能执行更新操作。如果系统并发量较低，这种性能损耗在可接受范围内，并且能有效保证缓存和数据库的一致性。
可能存在的问题：
- 性能瓶颈：在高并发场景下，大量线程竞争锁，会导致线程频繁阻塞和唤醒，增加CPU开销，严重影响系统性能。
- 死锁风险：如果多个线程在不同顺序下获取和释放锁，可能会形成死锁。例如线程A获取锁1，等待锁2；线程B获取锁2，等待锁1，就会导致死锁。

队列

实现原理：
- 将更新数据库和删除缓存的操作封装成任务放入队列中。有一个专门的消费线程从队列中取出任务并按顺序执行。这样可以保证所有的更新操作是顺序执行的，避免读请求读到旧缓存数据。例如在Java中可以使用BlockingQueue，生产者将任务放入队列，消费者从队列中取出任务执行。
- 示例代码（以Java BlockingQueue为例）：

import java.util.concurrent.BlockingQueue;
import java.util.concurrent.LinkedBlockingQueue;

public class CacheDatabaseSyncQueue {
    private static BlockingQueue<Runnable> queue = new LinkedBlockingQueue<>();
    // 假设这是数据库操作方法
    public void updateDatabase() {
        // 模拟数据库更新操作
    }
    // 假设这是缓存删除操作方法
    public void deleteCache() {
        // 模拟缓存删除操作
    }
    public void update() {
        Runnable task = () -> {
            updateDatabase();
            deleteCache();
        };
        try {
            queue.put(task);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Thread consumer = new Thread(() -> {
            while (true) {
                try {
                    Runnable task = queue.take();
                    task.run();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        consumer.setDaemon(true);
        consumer.start();
    }
}

适用场景：
- 适用于对一致性要求较高，并发量适中的场景。它能通过顺序执行任务保证缓存和数据库的一致性，同时相比于加锁，不会出现死锁问题，并且能一定程度上缓解高并发对性能的影响。
可能存在的问题：
- 延迟问题：如果队列中有大量任务堆积，新的更新操作需要等待较长时间才能被执行，可能导致数据一致性的延迟。
- 系统复杂性增加：需要额外维护队列和消费线程，增加了系统的复杂度和维护成本。如果队列出现故障（如队列满了等情况），可能影响系统的正常运行。

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面试题：缓存设计之高并发下双写一致性挑战与应对

知识考点

面试题答案

加锁

队列