面试题：缓存设计之中等难度：双写一致性的常见问题场景

Question

在后端开发缓存设计中，缓存与数据库双写一致性可能会出现哪些常见问题场景？请简要描述。

Answer 1

1. 缓存更新失败，数据库更新成功
   • 场景描述：应用程序先更新数据库，然后尝试更新缓存。但在更新缓存时，由于网络故障、缓存服务异常等原因导致缓存更新失败。此时，数据库中的数据是新的，而缓存中的数据是旧的。后续读取数据时，如果先从缓存读取，就会读到旧数据，造成数据不一致。
2. 数据库更新失败，缓存更新成功
   • 场景描述：应用程序先更新缓存，再更新数据库。然而在更新数据库的过程中，因为数据库故障、事务回滚等原因更新失败。这样就导致缓存中的数据是新的，而数据库中的数据还是旧的。若有其他操作依赖数据库的准确数据，就会出现问题。
3. 并发读写导致的数据不一致
   • 读操作与写操作并发：
     • 场景描述：假设线程A正在读取数据，此时缓存中存在旧数据。与此同时，线程B进行数据更新操作，先更新了数据库，在还未更新缓存时，线程A从缓存中读取到了旧数据。然后线程B更新缓存，后续的读操作会读到新数据，就出现了同一时间不同读操作读到不同数据的情况。
   • 两个写操作并发：
     • 场景描述：线程A和线程B同时对数据进行更新。线程A先更新数据库，线程B也更新数据库。但在线程B更新数据库后，线程A更新缓存，线程B后更新缓存。这样缓存中的数据就是线程A的更新结果，与数据库中的最终状态不一致（数据库是线程B的更新结果）。
4. 缓存过期导致的数据不一致
   • 场景描述：缓存设置了过期时间，当缓存过期后，应用程序读取数据时发现缓存中没有数据，于是从数据库读取。在从数据库读取数据并更新到缓存的这个过程中，如果有其他写操作同时在更新数据库，就可能导致缓存中的数据与数据库中的数据不一致。例如，读操作从数据库读取旧数据更新到缓存，紧接着写操作更新了数据库，但没有及时更新缓存，后续读操作就会读到缓存中的旧数据。