分布式应用缓存使用模式

在我们使用缓存时，有一些模式或者策略。其主要分为两大类，Cache-Aside：由业务代码直接维护缓存；Cache-As-SoR：把Cache作为数据源，所有的读写操作都是对Cache而言的，如果要执行持久化等操作，则是由Cache本身去处理。

Cache-Aside

读场景：先从缓存读取，如果没有命中，则回源到DB中去获取，并且将数据放入缓存，以备下一次使用。

写场景：先将数据写入DB，成功后再将数据同步至缓存（也可能是删除过期缓存）。

Cache-Aside方式的缓存策略，通常情况下我们会想到AOP就可以解决这个事情。笔者也写过简单的基于AOP的注解缓存，但是还有更为强大的中间件封装。其中有Spring官方提供的Spring Cache和Alibaba开源的JetCache。但是笔者认为JetCache使用起来更加便利，功能更为强大，后续会有文章单独介绍。

缓存更新时，有可能会出现多实例同时更新，则可以考虑以下2中场景。

如用户维度的数据（账户流水/订单等），产生并发的几率比较小，通常情况下不会考虑到并发更新的问题，加上个过期时间就可以了。

如果是基础数据（商品等），则可以考虑使用canal订阅binlog，来实现增量更新分布式缓存，这样就不会出现缓存数据不一致的情况。但是本地缓存要设置合理的过期时间，来容忍本地缓存的延迟。

Cache-As-SoR

Cache-As-SoR把Cache看成数据源，所有的操作都只是对Cache操作的，然后Cache再异步的去进行持久化存储。其有3种实现：read-through、write-through、write-behind。

Read-Through

业务代码首先读取Cache，当Cache没有时，此时回源操作交给Cache去操作。这样对业务代码来说是透明的。下面看一下Guava的实现：

LoadingCache<Integer, Result<Category>> getCache = CacheBuilder.newBuilder()
	.softValues().maximumSize(5000).expireAfterWrite(2, TimeUnit.MINUTES)
	.build(new CacheLoader<Integer, Result<Category>>() {
		@Override
		public Result<Category> load(final Integer sortId) throws Exception {
			return categoryService.get(sortId);
		}
	});

build cache时，传入了一个CacheLoader用来加载缓存，流程如下：

（1）业务代码调用getCache(sortId)时，首先查询Cache，若有则直接返回。

（2）若没有，则委托给CacheLoader去回源，然后写入缓存。

这种委托模式使代码看起来更加的整洁，并且在委托代码中可以更容易的实现同步控制，避免并发更新缓存使得DB压力过大。但是这种模式需要注意的是，委托的过程中失败的问题，要去不断的重试去履约缓存的操作。

Write-Through

业务代码首先写到Cache中，然后负责写Cache和DB数据。Guava Cache并没有提供支持，Ehcache提供了这种支持。

CacheManager cacheManager = CacheManagerBuilder.newCacheManagerBuilder().build(true);
Cache<String, String> myCache = cacheManager.createCache("myCache", 
		CacheConfigurationBuilder.newCacheConfigurationBuilder(String.class, String.class, 
			ResourcePoolsBuilder.newResourcePoolsBuilder().heap(100, MemoryUnit.MB)))
	.withDispatcherConcurrency(4)
	.withExpiry(Expirations.timeToLiveExpiration(Duration.of(10, TimeUnit.SECONDS)))
	.withLoaderWriter(new DefaultCacheLoaderWriter<String, String>() {
		@Override
		public void write(String key, String value) throws Exception {
			// write
		}
		@Override
		public void writeAll(Iterable<? extends Map.Entry<? extends String, ? extends String>> entries) throws BulkCacheWritingException, Exception {
			for (Object entry : entries) {
				// batch write
			}
		}
		@Override
		public void delete(String key) throws Exception {
			// delete
		}
		@Override
		public void deleteAll(Iterable<? extends String> keys) throws BulkCacheWritingException, Exception {
			for (Object key : keys) {
				// batch delete
			}
		}
	}).build();

Write-Behind

这种模式是在写入缓存之后，再异步的进行持久化操作。异步化之后，可以实现批量入库、延迟入库等。

参考：《亿级流量网站架构核心技术》

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