什么是缓存

缓存是为了解决速度不匹配问题而存在的一种机制。比如CPU速度远快于硬盘，为了解决硬盘速度慢的问题，我们在CPU和硬盘之间加了一层缓存（内存），将常用的数据放在内存中，减少直接读取硬盘的次数。

缓存的分类

按位置分

• 客户端缓存：浏览器缓存、APP缓存
• CDN缓存：内容分发网络
• 服务端缓存：服务器本地缓存、分布式缓存
• 数据库缓存：数据库自身的缓存机制

按类型分

• 文件缓存：将数据序列化后存储到文件
• 内存缓存：Memcached、Redis
• 数据库缓存：利用数据库表存储缓存数据

缓存策略

Cache-Aside（旁路缓存）

应用程序先查询缓存，如果命中则直接返回；如果未命中，则查询数据库，并将结果写入缓存。

Read-Through（读穿透）

应用程序只与缓存交互，缓存未命中时由缓存服务去查询数据库并写入缓存。

Write-Through（写穿透）

写入数据时同时写入缓存和数据库。

Write-Behind（异步写入）

写入数据时只写入缓存，由缓存异步写入数据库。

缓存淘汰策略

• FIFO（First In First Out）：先进先出
• LFU（Least Frequently Used）：最少使用次数
• LRU（Least Recently Used）：最近最少使用

缓存常见问题

缓存穿透

查询一个不存在的数据，由于缓存不会保存空值，每次查询都会查数据库。 解决方案：将空值也缓存起来，设置较短的过期时间。

缓存雪崩

大量缓存同时失效，导致所有请求都落到数据库上。 解决方案：给缓存的过期时间加上一个随机值，避免同时失效。

缓存击穿

一个热key突然过期，大量并发请求直接打到数据库。 解决方案：使用互斥锁，只允许一个请求查数据库并更新缓存。