面试题：缓存设计之中等难度：缓存分区与分片的基础应用

Question

假设我们有一个电商系统，用户频繁访问商品详情页。现在要设计缓存分区与分片方案，以提升扩展性，你会如何设计？请说明分区与分片的依据以及可能采用的算法。

Answer 1

缓存分区与分片方案设计

1. 分区依据：
   • 商品类别：将不同类别的商品数据分在不同分区，例如电子产品、服装、食品等。这样可以使同一类别的商品缓存操作相对独立，减少相互干扰，并且在数据量增长时，可以针对热门类别进行单独优化和扩展。
   • 地域：根据用户所在地区分区，不同地区用户访问的商品可能存在差异，且这样可以实现就近缓存，提高访问速度，也便于根据不同地区流量进行扩展。
2. 分片依据：
   • 商品ID：按照商品ID进行分片，保证每个商品的缓存数据能均匀分布在不同的缓存节点上，避免数据倾斜。
3. 可能采用的算法：
   • 一致性哈希算法：将商品ID通过哈希函数映射到一个固定长度的哈希环上，缓存节点也同样映射到该哈希环。当有商品请求时，沿着哈希环顺时针找到最近的缓存节点来存储或获取数据。这种算法在增加或减少缓存节点时，只会影响到哈希环上相邻的节点，对其他节点的缓存影响较小，具有较好的扩展性和稳定性。
   • 取模算法：简单地对商品ID进行取模运算，例如商品ID % 缓存节点数，根据取模结果决定数据存储到哪个缓存节点。该算法简单直观，但在缓存节点数量变化时，会导致大量数据重新分布，适合缓存节点相对固定的场景。