redis之作为缓存的使用（三）
缓存异常：
解决缓存与数据库数据非一致性问题：
数据的一致性：
缓存中有数据：则缓存中的数据要和数据库中的数据相同
缓存中没有数据：数据库中的值必须是最新的值
不符合这两种情况的，就属于缓存和数据库的数据不一致问题了。缓存的读写模式不同时，缓存数据不一致的发生情况不一样，应对的方法也会有所不同，
根据是否接收写请求，我们可以把缓存分成读写缓存和只读缓存。
对于读写缓存的缓存策略，同步直写策略：写缓存时，也同步写数据库，缓存和数据库中的数据一致；异步写回策略：写缓存时不同步写数据库，等到数据从缓存中淘汰时，再写回数据库。使用这种策略时，如果数据还没有写回数据库，缓存就发生了故障，那么，此时，数据库就没有最新的数据了。
对于只读缓存来说，如果有数据新增，会直接写入数据库；而有数据删改时，就需要把只读缓存中的数据标记为无效，后续发来对该数据的请求，会从数据库中得到，然后写会缓存，这样后续再访问数据时，就能够直接从缓存中读取了。
如果发生删改操作，应用既要更新数据库，也要在缓存中删除数据。这两个操作如果无法保证原子性，也就是说，要不都完成，要不都没完成，此时，就会出现数据不一致问题了
如果先删除缓存，然后修改数据库，如果删除缓存成功，但是修改数据库失败，则对于下一次请求发生缓存缺失，访问数据库则是旧的问题
如果先修改数据库然后删除缓存，如果修改数据库成功，但是删除缓存失败，则下一次对于该数据请求会从redis中取出，得到的为旧值，也会错误。
解决方法：
重试机制：
可以把要删除的缓存值或者是要更新的数据库值暂存到消息队列中（例如使用 Kafka 消息队列）。当应用没有能够成功地删除缓存值或者是更新数据库值时，可以从消息队列中重新读取这些值，然后再次进行删除或更新。如果能够成功地删除或更新，我们就要把这些值从消息队列中去除，以免重复操作，此时，我们也可以保证数据库和缓存的数据一致了。否则的话，我们还需要再次进行重试。如果重试超过的一定次数，还是没有成功，我们就需要向业务层发送报错信息了。
按照不同的删除和更新顺序，会出现不同的数据不一致性情况，然后有不同的针对策略：
先删除缓存，在更新数据库：如果缓存数据删除后，还没来得及跟新数据库，一个并发线程读取该数据，则出现缓存缺失，会从数据库中读取，这样得到还是旧的数据，然后写会缓存，等到更新完数据库后，这样会造成
数据库和缓存中的数据不一致了。解决方案：
在线程 A 更新完数据库值以后，我们可以让它先 sleep 一小段时间，再进行一次缓存删除操作。这样就可以将并发线程写入缓存的旧数据删除，然后下次读取数据时，读取发生缓存缺失，这样就从数据库中得到的就是
最新数据了。相当于其它线程读取数据时，会发现缓存缺失，所以会从数据库中读取最新值。因为这个方案会在第一次删除缓存值后，延迟一段时间再次进行删除，所以我们也把它叫做“延迟双删”。
先更新数据库，在删除缓存：先跟新数据库，如果还没有来得及跟新缓存，这样并发线程到来时，读到的也是旧的数据，不过，在这种情况下，如果其他线程并发读缓存的请求不多，那么，就不会有很多请求读取到旧值。而且，线程 A 一般也会很快删除缓存值，这样一来，其他线程再次读取时，就会发生缓存缺失，进而从数据库中读取最新值。所以，这种情况对业务的影响较小。
删除缓存值或更新数据库失败而导致数据不一致，可以使用重试机制确保删除或更新操作成功。
在删除缓存值、更新数据库的这两步操作中（没有错误，但是有时延，在多线程的情况下），有其他线程的并发读操作，导致其他线程读取到旧值，应对方案是延迟双删。
如果数据进行删改时，修改的是缓存值这样的情况会是怎么样：
此时相当于将redis缓存当做读写缓存来使用：
1：如果修改缓存成功，修改数据库失败：这样来说访问缓存一直会是最新的值，这样来说短期内没有影响，但是一旦缓存过期或者满容后被淘汰，读请求就会从数据库中重新加载旧值到缓存中，之后的读请求会从缓存中得到旧值，对业务产生影响。
2：如果修改数据库，后修改缓存：修改数据库成功后，但是跟新缓存失败后，此时数据库中是最新值，但缓存中是旧值，后续的读请求会直接命中缓存，得到的是旧值。
对于上面提到的两种情况：针对这种其中一个操作可能失败的情况，也可以使用重试机制解决，把第二步操作放入到消息队列中，消费者从消息队列取出消息，再更新缓存或数据库，成功后把消息从消息队列删除，否则进行重试，以此达到数据库和缓存的最终一致。
对于并发条件来说：
1、先更新数据库，再更新缓存，写+读并发：线程A先更新数据库，之后线程B读取数据，此时线程B会命中缓存，读取到旧值，之后线程A更新缓存成功，后续的读请求会命中缓存得到最新值。这种场景下，线程A未更新完缓存之前，在这期间的读请求会短暂读到旧值，对业务短暂影响。
2、先更新缓存，再更新数据库，写+读并发：线程A先更新缓存成功，之后线程B读取数据，此时线程B命中缓存，读取到最新值后返回，之后线程A更新数据库成功。这种场景下，虽然线程A还未更新完数据库，数据库会与缓存存在短暂不一致，但在这之前进来的读请求都能直接命中缓存，获取到最新值，所以对业务没影响。
3、先更新数据库，再更新缓存，写+写并发：线程A和线程B同时更新同一条数据，更新数据库的顺序是先A后B，但更新缓存时顺序是先B后A，这会导致数据库和缓存的不一致。
4、先更新数据库，再更新缓存，写+写并发：线程A和线程B同时更新同一条数据，更新数据库的顺序是先A后B，但更新缓存时顺序是先B后A，这会导致数据库和缓存的不一致。
场景1和2对业务影响较小，场景3和4会造成数据库和缓存不一致，影响较为大。即在读写缓存模式下，写+读并发对业务的影响较小，而写+写并发时，会造成数据库和缓存的不一致。
针对场景3和4的解决方案是，对于写请求，需要配合分布式锁使用。写请求进来时，针对同一个资源的修改操作，先加分布式锁，这样同一时间只允许一个线程去更新数据库和缓存，没有拿到锁的线程把操作放入到队列中，延时处理。用这种方式保证多个线程操作同一资源的顺序性，以此保证一致性。
读写缓存模式由于会同时更新数据库和缓存，优点是，缓存中一直会有数据，如果更新操作后会立即再次访问，可以直接命中缓存，能够降低读请求对于数据库的压力（没有了只读缓存的删除缓存导致缓存缺失和再加载的过程）。缺点是，如果更新后的数据，之后很少再被访问到，会导致缓存中保留的不是最热的数据，缓存利用率不高（只读缓存中保留的都是热数据），所以读写缓存比较适合用于读写相当的业务场景。
