面试题：Cassandra缓存命中率提升策略之基础方法

Question

请简述Cassandra缓存命中率提升的几种常见基础策略，并说明每种策略的工作原理。

Answer 1

1. 调整缓存大小

• 工作原理：增大缓存容量可以容纳更多的数据。当应用请求数据时，更多的数据可能已经存在于缓存中，从而提高命中率。例如，对于经常访问的热门数据，较大的缓存空间能保证这些数据较长时间驻留在缓存内，减少从后端存储（如磁盘）读取的次数。

2. 优化缓存淘汰策略

• LRU（最近最少使用）
  • 工作原理：LRU 策略假设最近最少使用的数据在未来被访问的可能性也较低。当缓存已满需要淘汰数据时，LRU 会移除最近一段时间内使用次数最少的数据。比如有一个新闻网站，用户经常浏览最新发布的新闻，对于较早发布且长时间未被再次访问的新闻，按照 LRU 策略，在缓存空间紧张时会优先被淘汰，以给新的热门新闻数据腾出空间。
• LFU（最不经常使用）
  • 工作原理：LFU 策略根据数据的访问频率来决定淘汰对象。它认为访问频率低的数据在未来被访问的可能性也低。例如在一个电商网站的商品详情页缓存中，对于那些很少有人点击查看详情的商品数据，如果缓存已满，按照 LFU 策略，这些低访问频率的商品数据会优先被淘汰。

3. 数据预取

• 工作原理：根据应用的访问模式和规律，提前将可能被访问的数据加载到缓存中。例如，在一个视频网站中，用户通常在看完一个视频后会接着观看相关推荐视频，系统可以根据这种模式，在用户观看当前视频时，提前将推荐视频的相关元数据（如视频简介、封面等）预取到缓存中，当用户点击推荐视频时，这些数据就能直接从缓存获取，提高缓存命中率。

4. 合理设置缓存过期时间

• 工作原理：对于经常变化的数据，设置合适的较短过期时间，确保缓存中的数据与后端存储的数据保持一致，避免返回过期数据。对于相对稳定的数据，设置较长的过期时间，减少从后端存储重新读取的次数。比如在一个天气预报应用中，天气数据可能每小时更新一次，那么缓存中的天气数据过期时间可设置为接近 1 小时，在这个时间内用户获取天气数据都从缓存读取，提高命中率；而对于一些城市基本信息（如城市名称、经纬度等很少变化的数据），可设置很长的过期时间。