【面试题】缓存先删后写如何避免窗口期的旧数据写入缓存
缓存先删后写如何避免窗口期的旧数据写入缓存
方案1：分布式锁控制读写顺序
通过分布式锁（如Redis的SET NX、ZooKeeper等），在更新操作的“删缓存-更数据库”窗口期内，阻塞读请求对缓存的写入，确保数据库更新完成后再允许读请求加载新数据。
流程：
-
更新操作：
- 对目标缓存键（如
user:100）加写锁（互斥锁，同一时间只有一个更新操作能执行）。 - 删除缓存（
DEL user:100）。 - 更新数据库（
UPDATE user SET ... WHERE id=100）。 - 释放写锁。
- 对目标缓存键（如
-
读请求：
- 检测缓存是否存在：若存在，直接返回；若不存在，尝试获取读锁（与写锁互斥，即写锁未释放时，读锁获取失败）。
- 若读锁获取失败（说明有更新操作在执行），则等待一段时间（如100ms）后重试，直到缓存存在或读锁获取成功。
- 若读锁获取成功，从数据库读取数据（此时数据库已更新），写入缓存，最后释放读锁。
优点：
- 严格保证一致性，避免窗口期的旧数据写入缓存。
- 适用于对数据一致性要求高的场景（如交易、库存）。
缺点：
- 分布式锁会增加系统复杂度（需处理锁超时、释放失败等问题）。
- 可能降低并发性能（读请求需等待写锁释放）。
方案2：延迟双删（Delete Twice）
在“先删后写”的基础上，增加一次延迟删除缓存的操作，清除窗口期可能被写入的旧数据。
流程：
- 第一次删除缓存（
DEL user:100）。 - 更新数据库（
UPDATE user SET ... WHERE id=100）。 - 延迟一段时间（如500ms，根据业务接口耗时设置）后，第二次删除缓存（
DEL user:100）。
原理：
- 若窗口期内有读请求写入了旧数据（缓存被旧数据填充），第二次延迟删除会将其清除。
- 后续读请求会重新从数据库读取新数据并写入缓存，最终保证一致性。
优点：
- 实现简单，无需锁机制，对性能影响小。
- 适用于并发量不极高、对短暂不一致可容忍的场景（如用户信息、商品描述）。
缺点：
- 延迟时间难以精确控制（若延迟过短，可能在旧数据写入缓存前执行第二次删除，无效；若过长，会存在短暂不一致）。
- 极端情况下，第二次删除前若有新的读请求，仍可能读到旧缓存。
方案3：读写锁隔离（Read-Write Lock）
通过读写锁区分“更新操作”和“读请求”的权限，确保写操作执行时，读请求只能等待或读取数据库新数据。
流程：
- 写锁：更新操作（删缓存+更数据库）期间持有写锁，此时不允许任何读请求写入缓存（但允许读请求直接读数据库，避免阻塞）。
- 读锁：读请求只有在写锁释放后，才能获取读锁并将数据库数据写入缓存。
具体操作：
-
更新操作：
- 获取写锁 → 删除缓存 → 更新数据库 → 释放写锁。
-
读请求：
- 缓存存在 → 直接返回；
- 缓存不存在 → 尝试获取读锁：
- 若写锁未释放（获取读锁失败），直接读数据库（此时数据库可能已更新）并返回（不写入缓存，避免旧数据）；
- 若写锁已释放（获取读锁成功），读数据库（新数据）→ 写入缓存 → 释放读锁 → 返回。
优点：
- 减少锁对读请求的阻塞（读请求可直接读数据库，不强制等待）。
- 平衡一致性和性能，适合读多写少的场景。
缺点：
- 实现较复杂（需设计读写锁的优先级和释放逻辑）。
方案4：版本号机制（Version Control）
给数据库和缓存的数据添加版本号，通过版本号校验避免旧数据覆盖新缓存。
流程：
- 数据库表中增加
version字段（每次更新+1），缓存中存储(value, version)。 - 更新操作：
- 删除缓存 → 更新数据库（
version+1）。
- 删除缓存 → 更新数据库（
- 读请求：
- 缓存不存在 → 读数据库（获取
value和new_version）； - 尝试写入缓存时，若缓存此时已被其他请求写入（带有
old_version），则比较版本号：- 若
new_version > old_version：覆盖缓存（写入新数据+新版本）； - 若
new_version <= old_version：不写入（避免旧数据覆盖新缓存）。
- 若
- 缓存不存在 → 读数据库（获取
原理：
- 即使窗口期内有旧数据写入缓存，后续读请求的新版本数据会覆盖旧版本，最终保证缓存与数据库一致。
优点：
- 无锁机制，性能好，适合高并发场景。
- 版本号天然支持分布式环境。
缺点：
- 需修改数据库表结构（增加版本号字段）。
- 极端情况下可能存在短暂的版本号不一致（但最终会修正）。
总结与选择建议
- 强一致性场景（如库存、支付）：优先用分布式锁，严格控制读写顺序。
- 高并发、可容忍短暂不一致：用延迟双删（简单）或版本号机制（性能好）。
- 读多写少场景：用读写锁隔离，平衡性能和一致性。