面试题：缓存设计之分布式缓存一致性策略应用

Question

假设你正在设计一个电商商品详情页的缓存系统，该系统为分布式架构，商品数据可能在多个节点被缓存。当商品信息更新时，如何设计一种有效的缓存一致性方案，确保各节点缓存数据尽快一致且对系统性能影响较小，详细阐述设计思路和关键步骤。

Answer 1

设计思路

1. 使用发布 - 订阅模式：在商品信息更新时，通过消息队列（MQ）作为发布 - 订阅的媒介。商品信息更新服务作为发布者，将更新消息发送到MQ，而各个缓存节点作为订阅者，从MQ接收更新消息并处理。
2. 版本控制：为每个商品数据添加版本号。每次商品信息更新时，版本号递增。缓存节点在处理更新消息时，通过对比版本号来决定是否应用更新，避免重复处理或处理旧版本数据。
3. 缓存失效策略：结合定期失效和主动失效。定期失效设置一个合理的缓存过期时间，主动失效则是在接收到更新消息时立刻使缓存失效。

关键步骤

1. 消息发送：
   • 当商品信息更新操作在数据库完成后，商品服务向MQ发送一条包含商品ID、更新后数据（或至少包含版本号）的更新消息。
2. 消息接收与处理：
   • 每个缓存节点都有一个消费者从MQ接收消息。
   • 缓存节点接收到消息后，先根据商品ID找到对应的缓存数据。
   • 对比缓存数据中的版本号与消息中的版本号，如果消息中的版本号更高，则更新缓存数据为新数据（或直接使该商品缓存失效，后续请求时重新从数据库加载）。
3. 缓存过期设置：
   • 在缓存数据写入时，设置一个合理的过期时间（如几分钟到几小时不等，根据商品数据更新频率调整）。
   • 当缓存过期后，下一次请求该商品数据时，缓存节点从数据库读取最新数据并更新缓存，同时获取最新版本号。