面试题：如何在Redis集群中设计一个动态调整的结果缓存策略

Question

假设你正在开发一个基于Redis集群的高并发应用，该应用对不同类型命令的执行结果缓存需求会随着业务流量变化而动态改变。请阐述你会如何设计一个动态调整的结果缓存策略，以适应这种变化，同时保证数据的一致性和系统的高性能。需要说明涉及到的关键技术点和实现思路。

Answer 1

关键技术点

1. Redis 集群特性：利用 Redis 集群的分布式存储和高可用性，确保数据的可靠存储与快速访问。不同节点可分担不同类型命令结果的缓存存储。
2. 动态配置管理：使用配置中心（如 Apollo、Nacos 等），能够实时修改缓存策略配置，应用实时获取最新配置。
3. 缓存过期策略：采用合理的过期策略，如定期删除和惰性删除相结合。定期删除可在一定时间间隔内清理过期缓存；惰性删除在每次访问缓存时检查是否过期，过期则删除。
4. 数据一致性算法：对于读写频繁且对一致性要求高的数据，采用分布式一致性算法（如 Raft、Paxos 等）来保证在集群环境下数据的一致性。

实现思路

1. 缓存策略分类：
   • 读多写少命令：此类命令结果可设置较长的缓存时间，减少重复计算。例如，查询某个固定配置信息的命令，可缓存数小时甚至数天。
   • 读写均衡命令：缓存时间适中，可根据业务场景设置为几分钟到几十分钟不等，并在数据更新时及时更新或删除缓存。
   • 写多读少命令：缓存时间较短，或者不缓存。如执行数据库插入操作的命令，缓存意义不大。
2. 动态调整流程：
   • 监控业务流量：使用流量监控工具（如 Prometheus + Grafana），实时统计不同类型命令的执行频率和流量变化。
   • 配置更新：当监控到流量变化达到一定阈值，通过配置中心更新缓存策略配置。例如，原本读多写少的命令，随着业务变化写操作增多，缩短其缓存时间。
   • 应用感知：应用程序定时从配置中心拉取最新缓存策略配置，或者配置中心推送配置变更通知给应用。应用根据新配置调整命令结果的缓存逻辑。
3. 数据一致性保证：
   • 写操作：在执行写命令更新数据后，立即删除相关缓存，确保下次读取时获取最新数据。
   • 读操作：在读取缓存数据时，若缓存不存在或已过期，从数据源读取数据，同时更新缓存并设置合理的过期时间。在分布式环境下，借助一致性算法保证数据在各节点间的一致性。