Redis7——进阶篇（三）

最新推荐文章于 2025-09-04 14:15:31 发布

原创

最新推荐文章于 2025-09-04 14:15:31 发布 · 1k 阅读

22 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#redis #缓存 #学习 #redis经典面试题

前言：此篇文章系本人学习过程中记录下来的笔记，里面难免会有不少欠缺的地方，诚心期待大家多多给予指教。

基础篇：

进阶篇：

接上期内容：上期完成了RedisBigKey和MoreKey方面的学习。下面开始学习Redis缓存双写的知识，话不多说，直接发车。

一、引言

在当今高并发、大数据量的应用场景中，缓存技术已经成为提升系统性能和响应速度的关键手段。然而，在使用缓存的过程中，如何保证数据库和缓存之间的数据一致性是一个极具挑战性的问题。缓存双写作为其中一种处理方式，对于理解数据一致性至关重要。本文将探讨缓存双写的相关概念、策略以及如何保证数据库和缓存的一致性。

二、什么是缓存双写？

缓存双写是指在对数据库进行写操作（如插入、更新、删除）时，同时也对缓存进行相应的写操作。其目的是确保数据库和缓存中的数据尽可能保持一致。例如，当应用程序更新了数据库中某条用户记录的信息后，为了让后续的读操作能够从缓存中获取到最新的数据，需要同时更新缓存中对应的用户记录。

缓存双写看似简单直接，但在实际应用中，由于数据库和缓存的读写性能差异、网络延迟、并发操作等因素的影响，要实现完全的一致性并不容易。如果处理不当，可能会导致数据库和缓存中的数据不一致，进而影响到应用程序的正确性。

三、缓存策略

缓存按照操作划分为只读缓存和读写缓存，读写缓存又分为同步直写和异步缓写策略。目的：使redis缓存和数据库数据一致。

（一）、同步直写策略

1、原理

同步直写（Synchronous Write - Through）策略，也叫读写穿透策略。在写操作时，应用程序向数据库发送写请求，数据库接收到请求后，会先将数据写入。当数据库写入成功后，会同步将相同的数据写入缓存中。只有当缓存和数据源都成功写入数据后，才会向应用程序返回写入成功的响应。在读操作时，应用程序先从缓存中读取数据，如果缓存命中，直接返回数据；若缓存未命中，则从数据源中读取数据，然后将数据写入缓存并返回给应用程序。

简单来说：写数据库后也同步写redis缓存，保证缓存和数据库中的数据⼀致；读数据先从缓存读，有返回；无，则从数据库读，在回写到缓存。

2、优劣势

优：

数据一致性高：由于每次写操作都同时更新缓存和数据源，能最大程度保证两者的数据一致性，很大程度上避免了数据不一致的情况发生。
实现相对简单：该策略的逻辑较为清晰，不需要复杂的异步处理和额外的一致性检查机制，开发和维护相对容易。

劣：

性能瓶颈：写操作需要等待缓存和数据源都完成写入后才能返回，这会增加写操作的响应时间。在高并发写操作场景下，可能会导致系统性能下降，因为每次写操作都需要等待，可能会出现大量的请求阻塞。

（二）、异步缓写策略

1、原理

异步缓写（Asynchronous Write-Behind）策略，也叫异步写入缓存策略。在写操作时，应用程序向数据库发送写请求，数据库接收到请求后，会立即将数据写入，并迅速向应用程序返回写入成功的响应，而不会等待缓存的写入完成。然后，程序会以异步（消息队列）的方式将数据写入缓存。在读操作时，与同步直写策略类似，先从缓存中读取数据，如果缓存命中，直接返回数据；若缓存未命中，则从数据源中读取数据，然后将数据写入缓存并返回给应用程序。

简单来说：先将数据写入，在异步将数据写入缓存；读数据先从缓存读，有返回；无，则从数据库读，在回写到缓存。

2、优劣势

优：

高写性能：写操作只需要将数据写入数据源，不需要等待缓存写入操作，响应时间短

劣：

数据一致性风险：由于数据写入缓存是异步的，可能会出现缓存和底层存储数据不一致的情况。
数据库承受风险大：如果在数据还未写入缓存时，缓存为空，过多的请求直接绕过缓存，请求数据库，数据库可能因此宕机。

四、什么是双检加锁？

（一）、概念

双检加锁（Double-Checked Locking）策略常用于多线程环境下，确保在高并发场景下对缓存的操作是线程安全的。

双检加锁策略常用于实现分布式锁，用来保证缓存数据的一致性和高效性，比如在缓存击穿场景中，大量并发请求同时查询一个刚好过期的缓存项，此时多个请求可能会同时去查询数据库并更新缓存，使用双检加锁策略可以避免这种情况。

（二）、原理

1、首先进行第一次检查，判断缓存对象是否已经存在。如果已经存在，直接返回缓存对象，避免不必要的加锁操作，提高性能。

2、如果第一次检查发现缓存对象不存在，则进入同步代码块（加锁）。

3、在同步代码块内，进行第二次检查，再次确认缓存对象是否存在。这是因为在多线程环境下，可能有多个线程同时通过了第一次检查，进入同步代码块之前，其他线程可能已经回写了缓存对象。

4、如果第二次检查发现缓存对象仍然不存在，则从数据库获取数据并回写缓存对象。

（三）、实现

基于双检加锁策略的缓存查询方法的实现。

public String get(String key) {
        String value = redis.get(key);// 查询缓存
        if (value != null) {
            //缓存存在直接返回
            return value;
        } else {
            //缓存不存在则对方法加锁
            //假设请求量很大，缓存过期
            synchronized (this) {
                value = redis.get(key); // 在查一遍redis
                if (value == null) {
                    // 从数据库获取数据
                    value = dao.get(key);
                    // 设置过期时间并回写到缓存
                    redis.setex(key, time, value);
                }
                return value;
            }
        }
    }