面试题：Redis缓存应用策略之命令请求执行相关 - 高级难度

Question

假设你正在开发一个高并发的电商系统，使用Redis缓存处理商品查询命令请求。当商品数据发生变化时，如何确保缓存与数据库数据的一致性，同时尽量减少对系统性能的影响？描述具体的实现思路和可能用到的Redis命令。

Answer 1

实现思路

1. 缓存更新策略：
   • 读写时更新：当对商品数据进行写操作（如更新商品价格、库存等）时，同时更新数据库和缓存。先更新数据库，成功后再更新缓存。这样能保证数据一致性，但在高并发场景下，可能会有短暂的不一致情况，因为更新数据库和缓存不是原子操作。例如，在更新数据库后，还没来得及更新缓存时，其他读请求过来，可能读到旧的缓存数据。
   • 读写分离更新：在写操作时，先更新数据库，然后设置一个标志（如在Redis中设置一个特定的键值对表示数据已更新），读操作时先检查这个标志，如果标志表明数据已更新，则更新缓存并清除标志。这种方式可以减少高并发下不一致的时间窗口。
   • 删除缓存而非更新：在写操作更新数据库成功后，删除Redis中的缓存数据，而不是直接更新缓存。下次读请求过来时，发现缓存不存在，就从数据库读取并重新写入缓存。这样能避免更新缓存时可能出现的复杂逻辑，但会增加数据库的读压力，尤其是在缓存击穿的情况下（大量请求同时发现缓存不存在，都去读数据库）。
2. 异步处理：
   • 使用消息队列（如Kafka、RabbitMQ等）。当商品数据变化时，先将更新操作发送到消息队列，数据库更新成功后，消息队列中的任务再去处理缓存的更新或删除操作。这样可以将缓存操作异步化，减少对主业务流程的性能影响。例如，在电商系统处理订单过程中，订单完成后需要更新商品库存，将库存更新操作放入消息队列，主业务流程继续处理其他订单，消息队列异步处理库存缓存更新。
3. 缓存过期策略：
   • 设置合理的缓存过期时间。对于不经常变化的商品数据，可以设置较长的过期时间；对于变化频繁的商品数据，设置较短的过期时间。当缓存过期后，读请求会从数据库读取最新数据并更新缓存，从而保证数据一致性。例如，一些热门且价格变动频繁的商品，设置10分钟的缓存过期时间，既能减少数据库读压力，又能在一定时间内保证数据的相对一致性。

可能用到的Redis命令

1. SET：用于更新缓存中的商品数据。例如，当采用读写时更新策略时，在更新数据库成功后，使用 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] 命令将新的商品数据写入Redis缓存，EX 选项用于设置过期时间（单位为秒），PX 选项用于设置过期时间（单位为毫秒）。如 SET product:1 { "name": "商品1", "price": 100 } EX 3600，表示将商品1的信息写入缓存，有效期为1小时。
2. DEL：当采用删除缓存策略时，使用 DEL key 命令删除Redis中的商品缓存数据。例如，在更新商品数据库成功后，执行 DEL product:1，删除商品1的缓存数据。
3. SETNX：在读写分离更新策略中，用于设置数据更新标志。SETNX key value 命令只有在键不存在时，才会设置键的值。例如，在更新数据库成功后，执行 SETNX product:1:update_flag true，表示设置商品1的数据更新标志。读操作时通过检查这个标志来决定是否更新缓存。