面试题：Node.js缓存策略的更新与一致性

Question

假设你在一个多服务器部署的Node.js应用中使用缓存策略，当数据发生变化时，如何保证各个服务器上缓存的一致性？详细阐述可能用到的技术和实现步骤。

Answer 1

可能用到的技术

1. 分布式缓存系统：如Redis，它可以作为一个集中式的缓存存储，所有服务器都与它交互。多个服务器可以共享Redis中的缓存数据，通过Redis提供的原子操作和发布/订阅机制来保证缓存一致性。
2. 消息队列：例如RabbitMQ、Kafka等。当数据发生变化时，系统可以向消息队列发送消息，各个服务器监听消息队列，接收到消息后更新本地缓存。
3. 数据库触发器：如果数据存储在数据库中，可以利用数据库的触发器功能。当数据库中的数据发生变化时，触发器可以自动触发一些操作，比如向消息队列发送消息或者直接通知缓存更新。

实现步骤

1. 基于分布式缓存系统（以Redis为例）：
   • 缓存更新策略：当数据发生变化时，应用首先更新数据库，然后通过Redis的原子操作（如SET命令）更新Redis中的缓存数据。由于Redis是单线程模型，这些操作可以保证原子性，避免并发问题。
   • 发布/订阅机制：使用Redis的发布/订阅功能。当缓存数据更新后，应用向特定频道发布一条消息，所有服务器的Node.js应用都订阅这个频道。当接收到消息时，各个服务器重新从Redis获取最新的缓存数据或者直接更新本地缓存副本（如果本地有缓存副本的话）。
2. 基于消息队列：
   • 消息发送：当数据发生变化时，应用先更新数据库，然后向消息队列发送一条包含数据变化信息（如数据ID、新数据值等）的消息。
   • 消息消费：每个Node.js服务器都有一个消费者监听消息队列。当接收到消息时，消费者根据消息中的数据变化信息更新本地缓存。例如，如果消息中包含数据ID，服务器可以根据这个ID从数据库中获取最新数据并更新到本地缓存。
3. 结合数据库触发器：
   • 触发器设置：在数据库中针对相关表设置触发器。当表中的数据发生插入、更新或删除操作时，触发器被触发。触发器可以通过数据库支持的方式（如存储过程调用外部脚本）向消息队列发送消息，或者直接调用一个API通知缓存更新服务。
   • 缓存更新：Node.js服务器接收到来自数据库触发器相关的通知（通过消息队列或者API调用）后，按照既定的逻辑更新本地缓存。例如，可以重新查询数据库中相关数据并更新到缓存，或者根据通知中的数据直接修改缓存中的相应记录。