面试题：缓存设计之缓存与数据库双写一致性基础策略

Question

在后端开发中，为了保证缓存与数据库的双写一致性，常见的策略有先更新数据库再更新缓存、先删除缓存再更新数据库、先更新数据库再删除缓存，请简要分析这三种策略各自的优缺点。

Answer 1

先更新数据库再更新缓存

• 优点：
  • 数据一致性实现相对简单，逻辑直接，按照先持久化数据到数据库，再同步更新缓存，易于理解和实现。
• 缺点：
  • 并发问题：在高并发场景下，如果两个请求同时进行更新操作，第一个请求更新了数据库，但还未更新缓存，第二个请求更新了数据库并更新了缓存，此时第一个请求更新缓存，就会导致缓存中的数据是旧数据，出现数据不一致。
  • 性能问题：每次更新都要操作数据库和缓存，增加了系统开销，降低了整体的响应速度。

先删除缓存再更新数据库

• 优点：
  • 并发场景优势：在并发场景下，相比先更新数据库再更新缓存，减少了缓存数据不一致的概率。因为先删除缓存，后续读取时会从数据库加载最新数据并写入缓存。
  • 性能方面：只需要先删除缓存，再操作数据库，相比双写操作，性能上有一定提升。
• 缺点：
  • 数据不一致风险：如果在删除缓存后，更新数据库操作失败，而此时有其他请求读取数据，会从数据库读取到旧数据并写入缓存，导致数据不一致。
  • 缓存穿透：在高并发情况下，当删除缓存后，数据库更新前，大量请求同时查询该数据，都去查询数据库，可能导致数据库压力瞬间增大，甚至引发缓存穿透问题。

先更新数据库再删除缓存

• 优点：
  • 并发一致性较好：在并发场景下，先更新数据库保证了数据的持久化，然后删除缓存，后续读取时从数据库加载最新数据到缓存，相比其他两种策略，能更好地保证数据一致性。
  • 性能与一致性平衡：相对先更新数据库再更新缓存，减少了一次缓存写操作，性能有所提升；同时相比先删除缓存再更新数据库，降低了因数据库更新失败导致的数据不一致风险。
• 缺点：
  • 短暂不一致：在更新数据库和删除缓存之间存在短暂时间窗口，如果在这个窗口内有读取请求，会读到旧的缓存数据。不过这种不一致时间通常较短，在可接受范围内。
  • 缓存雪崩：如果在大量数据同时过期或被删除缓存时，同时有大量请求读取数据，都去查询数据库，可能引发缓存雪崩，对数据库造成较大压力。