【缓存策略】你知道 Cache Aside（缓存旁路）这个缓存策略吗

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文章目录

- - 1. 缓存策略 Cache Aside 是什么？
  - 2. 缓存策略 Cache Aside 的应用场景
  - 3. 缓存策略 Cache Aside 的优缺点
  - 4. 用 Java 模拟使用 Cache Aside 策略
  - - 1. 引入依赖
    - 2. 配置 Redis
    - 3. 创建缓存服务
    - 4. 创建用户服务
    - 5. 创建控制器
    - 6. 启动类

1. 缓存策略 Cache Aside 是什么？

Cache Aside（缓存旁路） 是一种常见的缓存策略，其核心思想是在读取数据时，先从缓存中读取，如果缓存中没有数据，则从数据库中读取，并将数据写入缓存；在写入数据时，直接更新数据库，并从缓存中移除该数据。

具体步骤：

读取数据：
- 尝试从缓存中读取数据。
- 如果缓存中存在数据，直接返回。
- 如果缓存中不存在数据，从数据库中读取数据。
- 将从数据库中读取的数据写入缓存，然后返回数据。
写入数据：
- 直接更新数据库。
- 从缓存中移除该数据，以避免缓存中的数据与数据库中的数据不一致。

2. 缓存策略 Cache Aside 的应用场景

Cache Aside 适用于以下场景：

读多写少：适用于读取操作远多于写入操作的场景，如新闻网站的文章阅读。
数据更新不频繁：适用于数据更新不频繁，但读取非常频繁的场景。
数据一致性要求不高：适用于对数据一致性要求不高的场景，可以容忍短暂的数据不一致。
高并发读取：适用于高并发读取的场景，可以显著减轻数据库的负载。

3. 缓存策略 Cache Aside 的优缺点

优点：

性能提升：通过缓存减少对数据库的访问次数，提高读取性能。
减轻数据库压力：减少数据库的读取请求，减轻数据库的负载。
灵活性：可以在不修改业务逻辑的情况下，通过缓存策略提升系统性能。

缺点：

数据不一致：在写入数据后，缓存中的数据可能已经过期，导致短暂的数据不一致。
缓存击穿：如果大量请求同时访问同一个缓存键，而该键在缓存中不存在，会导致大量请求直接打到数据库，造成数据库压力。
缓存雪崩：如果缓存中的数据在同一时间过期，大量请求会同时打到数据库，造成数据库压力。

4. 用 Java 模拟使用 Cache Aside 策略

下面是一个简单的 Java 示例，模拟使用 Cache Aside 策略。

1. 引入依赖

在 pom.xml 中添加 Redis 依赖（假设使用 Redis 作为缓存）：

<dependencies>
    <!-- Spring Boot Starter Data Redis -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Boot Starter Web -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <!-- Spring Boot Starter Test -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

2. 配置 Redis

在 application.properties 中配置 Redis：

spring.redis.host=localhost
spring.redis.port=6379

3. 创建缓存服务

创建一个服务类来实现 Cache Aside 策略：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class CacheService {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    @Autowired
    private UserService userService;

    public String getUserById(String userId) {
        // 尝试从缓存中读取数据
        String cachedUser = redisTemplate.opsForValue().get(userId);
        if (cachedUser != null) {
            return cachedUser;
        }

        // 如果缓存中没有数据，从数据库中读取
        String user = userService.getUserById(userId);
        if (user != null) {
            // 将数据写入缓存
            redisTemplate.opsForValue().set(userId, user);
        }

        return user;
    }

    public void updateUser(String userId, String userName) {
        // 直接更新数据库
        userService.updateUser(userId, userName);

        // 从缓存中移除该数据
        redisTemplate.delete(userId);
    }
}

4. 创建用户服务

创建一个简单的用户服务类，模拟数据库操作：

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class UserService {

    public String getUserById(String userId) {
        // 模拟从数据库中读取用户数据
        // 实际应用中，这里应该是数据库查询操作
        return "User: " + userId;
    }

    public void updateUser(String userId, String userName) {
        // 模拟更新数据库中的用户数据
        // 实际应用中，这里应该是数据库更新操作
        System.out.println("Updating user: " + userId + " to " + userName);
    }
}

5. 创建控制器

创建一个控制器类，提供 RESTful API 接口：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class UserController {

    @Autowired
    private CacheService cacheService;

    @GetMapping("/user")
    public String getUser(@RequestParam String id) {
        return cacheService.getUserById(id);
    }

    @PostMapping("/user")
    public String updateUser(@RequestParam String id, @RequestParam String name) {
        cacheService.updateUser(id, name);
        return "User updated: " + id + " to " + name;
    }
}

6. 启动类

创建一个启动类来启动 Spring Boot 应用：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class CacheAsideApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(CacheAsideApplication.class, args);
    }
}

运行项目

启动 Redis 服务器：
- 确保 Redis 服务器正在运行，可以通过命令 redis-server 启动。
启动 Spring Boot 应用：
- 运行 CacheAsideApplication 类的 main 方法，启动 Spring Boot 应用。
测试接口：
- 使用 Postman 或浏览器测试接口：
  - GET http://localhost:8080/user?id=1：读取用户数据。
  - POST http://localhost:8080/user?id=1&name=JohnDoe：更新用户数据。