對於快取和資料庫雙寫，其存在著資料一致性的問題。對於資料一致性要求較高的業務場景，我們通常會選擇使用分散式事務(2pc、paxos等)來保證快取與資料庫之間的資料強一致性，但分散式事務的複雜性與對資源的佔用問題，使得該處理方式會造成系統性能的降低。對於資料一致性要求沒那麼高的業務場景，選擇分散式事務的處理方式就會顯得不是那麼必要。為此，在一般情況下，對於資料一致性要求沒那麼高的業務場景，會選擇使用cache-aside-pattern方案來保證快取與資料庫之間，資料的最終一致性，以下文章便是介紹並整理該cache-aside-pattern方案的內容。

對於快取中的資料，我們提出三個目標：

1. 儘可能不將資料庫中的舊資料存入快取中
2. 允許快取中的資料與資料庫中的資料存在一小段時間的不一致
3. 快取中的資料與資料庫中的資料存在資料不一致的時間應儘量短

對於快取與資料庫的雙寫問題，無外乎“增刪改查” 這四個過程，再考慮進併發的“讀讀，寫寫，讀寫”情況，所有可能的情況組合並不多。為此，我們可以採用窮舉的方式對該方案進行說明。

查:

對於資料的查詢，該方案的過程與cpu中查詢資料的過程是一致的，其過程如下：

1. 先查詢快取中的資料，當命中快取的時候返回資料，查詢結束。
2. 當沒有命中快取時，查詢資料庫，對資料庫中查找出的相關資料進行處理，之後將相關的資料存入快取中，查詢結束。

其示意圖如下：

在考慮高併發查詢的情況下，對於該處理過程，如下示意圖所示。

當客戶端1、客戶端2、....、客戶端n查詢同一資料，且該資料不存在於快取中時，所有的客戶端請求都會去訪問資料庫，此時會出現快取擊穿的情況，對於快取擊穿的相關問題及解決方案，我們留到下一篇文章再進行講解。

增：

對於新增資料的情況，我們將資料直接新增進資料庫中，且不將新增的資料載入入快取中，其過程如下示意圖所示：

在考慮高併發之時，其過程如下示意圖所示：

通過示意圖，我們瞭解到，當採用該種方式新增資料時，在併發情況下，並未出現與我們的目標相違背的問題。

刪：

當需要對資料進行刪除時，我們有兩種刪除的方案可供選擇。

第一種： 先刪除快取中的資料，再刪除資料庫中的資料

第二種： 先刪除資料庫中的資料，再刪除快取中的資料

我們對這兩種方案分別進行分析：

先刪快取：

對於先刪除快取中的資料，後刪除資料庫中的資料這種方案，其示意圖如下:

考慮進高併發的情況，當存在讀請求和刪除資料的請求併發時，由於網路的不可靠和延時問題，其可能出現如下示意圖所示的情況：

通過示意圖我們瞭解到，存在著快取中快取進已刪除的舊資料的情況，這違背了我們提出的第一個目標。

那麼，先刪除資料庫中的資料的情況呢？會出現這樣的問題嗎？我們接著分析。

先刪資料庫：

對於先刪除資料庫中的資料，後刪除快取中的資料這種方案，其示意圖如下。

同樣考慮進高併發的情況，當存在讀請求和刪除資料的請求併發時，其發生的情況如下示意圖所示：

此時，並未出現與我們的目標相違背的問題。綜上，我們在刪除資料時，應選擇先刪除資料庫中的資料再刪除快取中的資料的這一方案。

但是該方案仍存在著問題。我們再往下思考，當刪除了快取中的相關資料，此時來了大量讀取該資料的請求。這時，就會導致“快取穿透”問題的出現(該問題同樣在下一篇文章中進行講解)。

改：

當需要對資料進行變更的時候，我們有三種方案可供選擇。

第一種： 先更新資料庫，後更新快取

第二種： 先刪除快取，後更新資料庫

第三種： 先更新資料庫，後刪除快取

我們對這三種方案逐一進行分析。

先更新資料庫，後更新快取：

對於先更新資料庫，後更新快取這種方案，其示意圖如下：

考慮高併發的情況，當存在兩個更新操作的併發請求時，由於網路的延時問題，其可能會出現如下這種情況：

由上述示意圖可知，當存在兩個更新操作時，其有將資料庫中的舊資料存入快取中的情況，這違背了我們的第一個目標。那麼，有沒有辦法解決呢？答案是有的，藉助樂觀鎖的相關思想，我們可以給每個資料加上一個版本號，當資料要存入快取時，比較一下資料的版本號即可。到目前為止，更新了資料庫中的相關資料之後，再更新快取中的資料這個方案看起來是可以的，但是這個方案存在著一個問題，就是需要去更新快取中的資料，更新快取中的資料這個操作會影響系統的效能。特別是在寫多讀少，且快取的資料不是直接從資料庫中存入，而是經過計算之後再進行快取的業務場景中時，對系統性能造成的影響會更加明顯。為此我們可以藉助“懶載入”的思想，在更新資料之時，將快取中的資料進行刪除，等到需要用到的時候，才將資料載入進快取中。下面我們將討論在更新時刪除快取的兩個可能的方案。

先刪除快取，後更新資料庫：

對於先刪除快取，後更新資料庫的方案，其示意圖如下：

考慮高併發的情況，當存在讀請求和更新請求併發的情況，由於存在網路延時，其可能出現如下示意圖中的情況：

由示意圖中的情況可知，在讀寫併發的情況下，其存在著將資料庫中的舊資料存入快取中的問題。這違背了我們的第一個目標。

先更新資料庫，後刪除快取：

對於先更新資料庫，後刪除快取的情況，其如下示意圖所示：

考慮併發的情況，當存在讀請求和更新請求併發，且此時快取中的資料恰好失效時，再加上由於網路的延遲問題，則有可能會出現如下示意圖所示的情況。

由示意圖可知，當快取中的資料恰好失效時，其是可能存在著快取中存入資料庫中的舊資料的可能性的。但是，發生這種情況的概率是比較低的，因為讓該種情況出現的條件較為“苛刻”，需要恰好快取中的資料失效，且要求“讀操作”慢於“寫操作”。但在通常情況下，“寫操作”是慢於“讀操作”的，因為寫操作一般會涉及到資料庫鎖的相關操作。
綜上，在對比了以上三種方案之後，對於資料更改的情況，我們採用先更新資料庫，後刪除快取的方式。

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