缓存那些事(三)如何构建缓存

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缓存那些事(一)概述

缓存那些事(二)什么是缓存以及缓存的作用

缓存那些事(三)如何构建缓存

缓存那些事(四)缓存面临的挑战

在前面缓存那些事(二)中已经说明缓存的作用。这一节将来聊聊如何构建缓存。

在软件开发中,构建缓存大多是指构建磁盘缓存,既从内存中开辟一个空间保存磁盘数据,最常见的莫过于在内存中缓存一些经常读取的数据库记录。那么为什么要讨论如何构建呢?不是直接把数据记录存到内存就可以了吗?好像是这样的但却没有那么简单。那么我需要注意的点需要思考的地方还有很多

1. 只存储有价值的数据

内存是有限的,不可能把所有的数据都缓存到内存,我需要根据业务特征,把真正有价值的数据缓存起来

如:在电商平台中,热销的商品信息需要缓存,冷门的商品信息就没必要缓存了

2. 保证一定的缓存命中率

当程序读取缓存时找到所要的数据,这种情况称为cache命中,cache的命中率直观表现出所构建的缓存作用大小。那么如何准确分析业务数据,找到数据规律把核心数据缓存起来就是我们需要思考和努力的地方

如:在第一点的例子如何知道这是热销商品,可以是通过市场部、cache的命中率,商品信息的请求次数进行分析

3. 设置合适缓存容量

缓存容量太小,将会产生频繁缓存更新操作,缓存太大则浪费了存储空间

4. 选择合适缓存更新策略

当缓存容量满后会触发缓存更新策略,而缓存更新策略影响到了缓存命中率

常见的缓存策略有:FIFO 队列,先进先出,典型应用:MySQL的 query cache。LFU:最少使用 。LRU:最久未被使用

5. 缓存回写

就是把缓存的变化同步到数据库。什么情况下会使用缓存回写呢。如何选择合适的回写策略如:游戏开发中,人物的经验值、HP、MP等数据都是频繁读写的不可能都在数据库执行,所以这类型的操作都在内存中执行,然后定时回写到数据库

6. 设置合适缓存有效时间

对于根据有效时间决定是否更新的缓存来说,缓存有效时间太长,可能造成脏数据过多,太短则耗费了性能

7.选择合适的构建时机

缓存的构建时机有两种,被动式缓存:需要用到时才构建,这也称为懒加载。主动式缓存:预先构建,在程序启动就把数据缓存起来

如:变动不大且信息量不大的信息一般选择主动式缓存,变动较大且信息量大可以选择被动式缓存

8. 选择合适的构建位置

磁盘缓存虽然都在内存中构建,但也分在进程内构建还是进程外构建。进程内构建读写速度更快因为这节省了网络开销。进程外构建更安全稳定,因为及时程序挂了,也不影响缓存数据

如:一个java程序,利用Map容器保存一批数据,这成为进程内构建。或者这个java程序不希望把数据保存在的堆内存中,而保存在某个redis实例中,这称为进程外构建。

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