缓存机制与数据库一致性:网页加载快背后的秘密

你有没有发现,刷同一个新闻网站,第二次打开时总比第一次快?这背后大概率是缓存机制在起作用。简单说,缓存就像把常用数据先“抄一份”放在离你更近的地方,比如内存或浏览器里,下次取的时候不用再跑一趟数据

缓存让系统变快,但也可能出“幻觉”

举个例子,你在电商网站下单买了一件T恤,付款成功后页面显示“库存还剩99件”。可这时候,另一个用户刚刷新页面,看到的还是“库存100件”——明明已经被你买走一件了。这种情况,往往就是缓存没及时更新导致的。

数据库里的数据是最准的,但读写慢;缓存速度快,可一旦和数据库对不上,就会出现数据不一致。这种“表面快,实际乱”的问题,在高并发场景下特别常见。

常见的缓存策略有哪些?

最简单的做法是“Cache Aside”,也就是应用在读数据时先查缓存,没找到再去数据库拿,然后顺手写进缓存;写数据时,先更新数据库,再把缓存删掉。这样下次读请求进来,自然会从数据库取新值重新填充缓存。

// 读操作伪代码
function getData(key) {
    data = redis.get(key);
    if (data == null) {
        data = db.query("SELECT * FROM table WHERE id = ?", key);
        redis.setex(key, 3600, data); // 缓存一小时
    }
    return data;
}

// 写操作伪代码
function updateData(id, value) {
    db.execute("UPDATE table SET value = ? WHERE id = ?", value, id);
    redis.del("cache_key_" + id); // 删除旧缓存
}

为什么删了缓存,有时还是不对?

问题出在“时间差”。比如两个线程同时操作:线程A要更新数据,先改数据库,正准备删缓存;这时线程B来读数据,发现缓存没了,就去数据库查,结果查到的是还没完全更新完的中间状态,接着又把这个“脏数据”写回了缓存。等A删缓存的操作执行完,B已经把旧数据复活了。

为缓解这个问题,有人采用“延迟双删”:更新前先删一次缓存,更新完数据库后再删一次,尽量把脏数据的存活时间压短。还有方案是用消息队列把数据库变更同步给缓存服务,确保最终一致。

读写多副本时更要小心

有些系统为了扛住流量,数据库做了主从分离,写走主库,读走从库。可从库同步有延迟,这时候如果缓存也跟着从库走,就可能出现你刚发的朋友圈,自己刷不到,别人却看到了。这类问题不能光靠缓存解决,得在业务逻辑上做取舍,比如关键操作强制走主库读。

缓存不是万能加速器,它和数据库之间的步调必须协调好。设计系统时,得想清楚:允许短暂不一致吗?用户能容忍几秒的延迟?这些问题决定了你该用哪种策略。

小网站也能用的实用建议

如果你维护的是中小型网站,不必一上来就搞复杂同步机制。可以给缓存设个较短的过期时间,比如5分钟。即使中间出点偏差,最多几分钟也能自动纠正。配合写数据库时主动清理相关缓存,大多数场景就够用了。

另外,别忘了加日志。当发现数据对不上时,能通过日志看出是缓存没删、删晚了,还是读到了从库的旧数据,排查起来才不抓瞎。