面试题：缓存设计之中等难度：分布式缓存命中率优化的常见方法

Question

请阐述在分布式缓存场景下，提高命中率的3种常见方法，并简要说明每种方法的原理和适用场景。

Answer 1

1. 优化缓存数据结构

   • 原理：采用合适的数据结构，如哈希表。哈希表通过特定的哈希函数将缓存键映射到具体存储位置，查找操作的时间复杂度接近常数级O(1)，大大提高查找效率，进而提高命中率。
   • 适用场景：广泛适用于各种分布式缓存场景，尤其是读操作频繁且对响应速度要求极高的应用，如高并发的Web应用前端缓存。

2. 合理设置缓存过期策略

   • 原理：对于不常变动的数据设置较长的过期时间，减少因过期导致的缓存未命中；对于经常变动的数据，设置较短过期时间，避免使用过期数据。如使用LRU（最近最少使用）策略，淘汰最长时间未被访问的缓存数据，保证缓存中数据是近期经常被使用的，提高命中率。
   • 适用场景：适用于数据有一定时效性的场景，如电商商品信息展示缓存（商品基本信息变动少，可设长过期时间；价格等变动频繁，设短过期时间）。

3. 缓存预热

   • 原理：在系统上线或启动时，预先将热点数据加载到缓存中。这样在实际业务请求到来时，这些热点数据已经存在于缓存中，直接命中缓存，提高命中率。
   • 适用场景：适合业务有明显热点数据的场景，如新闻网站首页热门新闻缓存，应用启动时将热门新闻预先加载到缓存。