面试题：缓存设计之中等难度：缓存粒度对命中率的影响

Question

在后端开发的缓存设计中，假设你正在设计一个电商产品详情页的缓存。请阐述不同缓存粒度（如整个页面缓存、单个产品信息缓存、页面部分模块缓存）对缓存命中率可能产生的影响，并举例说明在哪些场景下哪种粒度更合适。

Answer 1

不同缓存粒度对缓存命中率的影响

1. 整个页面缓存
   • 影响：如果页面内容更新频率较低，缓存命中率会较高。因为每次请求该产品详情页时，只要缓存未过期，就能直接返回整个页面内容。但如果页面中有部分数据更新频繁，例如实时价格、库存等，就可能导致缓存命中率降低，因为频繁更新会使缓存频繁失效。
   • 举例：对于一些很少更新内容的产品介绍页面，如特定限量版且已停产商品的详情页，整个页面缓存能极大提高缓存命中率。当用户请求该页面时，直接从缓存获取，无需重新渲染页面。
2. 单个产品信息缓存
   • 影响：缓存命中率相对较灵活。如果只是单个产品的信息变化，不会影响其他产品的缓存。只要产品信息未改变，缓存命中率较高。然而，如果页面中有依赖多个产品信息的组合展示，或者页面中除产品信息外还有其他频繁变动的元素，可能会使缓存命中率受到一定影响。
   • 举例：在普通电商产品详情页中，产品的基本描述、规格等信息相对稳定，而价格可能会因促销活动等频繁变动。采用单个产品信息缓存，对于基本描述等稳定信息能保持较高命中率，当价格变动时，只更新价格相关缓存，不影响其他信息的缓存命中。
3. 页面部分模块缓存
   • 影响：缓存命中率可根据模块特性进行优化。对于更新频率不同的模块分别设置缓存，能有效提高整体缓存命中率。更新频繁的模块单独缓存，其失效不会影响其他模块缓存，而稳定模块可长期保持缓存命中。
   • 举例：在产品详情页中，产品评价模块更新相对频繁，而产品基本介绍模块较稳定。将产品基本介绍模块和产品评价模块分开缓存，基本介绍模块缓存命中率高，评价模块根据实际更新情况管理缓存，这样既保证了稳定模块的缓存利用，又能灵活处理频繁变动模块。

不同场景下合适的缓存粒度

1. 整个页面缓存
   • 场景：适用于页面内容几乎不发生变化的产品详情页，如一些历史文物的线上展示页，展示信息固定不变。这种场景下使用整个页面缓存，可极大提升性能，减少服务器压力，缓存命中率接近100%。
2. 单个产品信息缓存
   • 场景：适用于大多数普通电商产品，产品信息有一定稳定性，但部分信息会有更新的情况。比如日常销售的服装、电子产品等，基本信息长期有效，价格、库存等偶尔变动。采用单个产品信息缓存，既能保证大部分信息缓存命中，又能灵活应对局部数据更新。
3. 页面部分模块缓存
   • 场景：当产品详情页模块更新频率差异较大时适用。例如一些综合类电商平台的产品详情页，除产品自身信息外，还可能有相关推荐模块（推荐内容实时变化）、品牌故事模块（相对稳定）。将不同模块分别缓存，能根据各模块特点设置缓存策略，提高整体缓存命中率。