说说缓存：数据不一致和并发竞争怎么处理？
数据不一致的发生场景
同一份数据，可能会同时存在 DB 和缓存之中。那就有可能发生 DB 和缓存的数据不一致。如果缓存有多个副本，多个缓存副本里的数据也可能会发生不一致现象。
不一致的问题大多跟缓存更新异常有关，比如：
- 更新 DB 后，写缓存失败，从而导致缓存中存的是老数据
- 另外，如果系统采用一致性 Hash 分布，同时采用 rehash 自动漂移策略，在节点多次上下线之后，也会产生脏数据
- 缓存有多个副本时，更新某个副本失败，也会导致这个副本的数据是老数据
导致数据不一致的场景也不少。
- 在缓存机器的带宽被打满，或者机房网络出现波动时，缓存更新失败，新数据没有写入缓存，就会导致缓存和 DB 的数据不一致。
- 缓存 rehash 时，某个缓存机器反复异常，多次上下线，更新请求多次 rehash。这样，一份数据存在多个节点，且每次 rehash 只更新某个节点，导致一些缓存节点产生脏数据。
数据不一致的解决方案
要尽量保证数据的一致性有 3 个方案，可以根据实际情况进行选择。
- cache 更新失败后，可以进行重试，如果重试失败，则将失败的 key 写入队列机服务，待缓存访问恢复后，将这些 key 从缓存删除。这些 key 在再次被查询时，重新从 DB 加载，从而保证数据的一致性。
- 缓存时间适当调短，让缓存数据及早过期后，然后从 DB 重新加载，确保数据的最终一致性。
- 不采用 rehash 漂移策略，而采用缓存分层策略，尽量避免脏数据产生。
数据并发竞争的发生场景
互联网系统线上流量较大，缓存访问中很容易出现数据并发竞争的现象。
数据并发竞争，是指在高并发访问场景，一旦缓存访问没有找到数据，大量请求就会并发查询 DB，导致 DB 压力大增的现象。 数据并发竞争的原因主要是多个进程/线程中有大量并发请求获取相同的数据，而这个数据 key 因为正好过期、被剔除等各种原因在缓存中不存在，这些进程/线程之间没有任何协调，然后一起并发查询 DB，请求那个相同的 key，最终导致 DB 压力大增。
数据并发竞争在大流量系统也比较常见。
- 比如车票系统，如果某个火车车次缓存信息过期，但仍然有大量用户在查询该车次信息。
- 又比如微博系统中，如果某条微博正好被缓存淘汰，但这条微博仍然有大量的转发、评论、赞。上述情况都会造成该车次信息、该条微博存在并发竞争读取的问题。
数据并发竞争的解决方案
要解决并发竞争，有 2 种方案。
- 使用全局锁。当缓存请求 miss 后，先尝试加全局锁，只有加全局锁成功的线程，才可以到 DB 去加载数据。其他进程/线程在读取缓存数据 miss 时，如果发现这个 key 有全局锁，就进行等待，待之前的线程将数据从 DB 回种到缓存后，再从缓存获取。
- 对缓存数据保持多个备份，即便其中一个备份中的数据过期或被剔除了，还可以访问其他备份，从而减少数据并发竞争的情况。
作者：你勾哥还是你勾哥
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来源：掘金
