面试题：缓存设计之中等难度：缓存过期策略的选择与应用

Question

在后端开发中，假设你正在设计一个缓存系统用于存储用户信息。已知用户信息的更新频率较低，但对数据一致性要求不是极高。请阐述你会选择哪种缓存过期策略（如定时过期、惰性过期等），并说明理由以及该策略在这种场景下可能面临的问题及解决方案。

Answer 1

选择的缓存过期策略

惰性过期策略。

理由

1. 减少系统开销：由于用户信息更新频率低，定时过期策略需要定时扫描缓存以清除过期数据，这会增加系统的CPU开销。而惰性过期只有在获取数据时才检查数据是否过期，平时无需额外的扫描操作，能有效降低系统资源的消耗。
2. 满足一致性要求：因为对数据一致性要求不是极高，惰性过期在读取时才判断过期，即使在过期后到下次读取前的短暂时间内数据存在不一致，也在可接受范围内。

可能面临的问题

1. 过期数据长期占用内存：如果数据长时间未被访问，即使已经过期，也会一直占用缓存内存空间，可能导致缓存内存不足，影响缓存系统的性能。
2. 数据不一致时间延长：在数据过期后到下次读取前，这段时间内数据处于不一致状态，如果这段时间较长，可能对业务产生一定影响。

解决方案

1. 内存监控与主动清理：定期监控缓存的内存使用情况，当内存使用率达到一定阈值时，主动触发一次过期数据清理操作，手动扫描并清除部分过期数据，以释放内存空间。
2. 设置兜底机制：对于一些对业务影响较大的数据，可以结合定时过期策略设置一个兜底的过期时间，确保即使长时间未被访问，数据也能在一定时间后强制过期，减少不一致时间。