理解分布式系统中的缓存架构(下)

拼搏现实的明天。 2022-03-16 15:50 238阅读 0赞

作者 陈彩华
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承接上一篇[《理解分布式系统中的缓存架构(上)》][Link 1]，介绍了大型分布式系统中缓存的相关理论，常见的缓存组件以及应用场景，本文主要介绍缓存架构设计常见问题以及解决方案，业界案例。

# 1 分层缓存架构设计 #

# 2 缓存带来的复杂度问题 #

常见的问题主要包括

*  数据一致性
 *  缓存穿透
 *  缓存雪崩
 *  缓存高可用
 *  缓存热点 下面逐一介绍分析这些问题以及相应的解决方案。

## 数据一致性 ##

因为缓存属于持久化数据的一个副本，因此不可避免的会出现数据不一致问题。导致脏读或读不到数据的情况。数据不一致，一般是因为网络不稳定或节点故障导致

问题出现的常见3个场景以及解决方案：

## 缓存穿透 ##

缓存一般是Key，value方式存在，当某一个Key不存在时会查询数据库，假如这个Key，一直不存在，则会频繁的请求数据库，对数据库造成访问压力。

**主要解决方案**：

*  对结果为空的数据也进行缓存，当此key有数据后，清理缓存
 *  一定不存在的key，采用布隆过滤器，建立一个大的Bitmap中，查询时通过该bitmap过滤

## 缓存雪崩 ##

## 缓存高可用 ##

缓存是否高可用，需要根据实际的场景而定，并不是所有业务都要求缓存高可用，需要结合具体业务，具体情况进行方案设计，例如临界点是是否对后端的数据库造成影响。

**主要解决方案**：

*  分布式：实现数据的海量缓存
 *  复制：实现缓存数据节点的高可用

## 缓存热点 ##

一些特别热点的数据，高并发访问同一份缓存数据，导致缓存服务器压力过大。

**解决**：复制多份缓存副本，把请求分散到多个缓存服务器上，减轻缓存热点导致的单台缓存服务器压力

# 3 业界案例 #

案例主要参考新浪微博陈波的[技术分享][Link 2]

## 技术挑战 ##

## Feed缓存架构图 ##

## 架构特点 ##

新浪微博把SSD应用在分布式缓存场景中，将传统的Redis/MC + Mysql方式，扩展为 Redis/MC + SSD Cache + Mysql方式，SSD Cache作为L2缓存使用，第一降低了MC/Redis成本过高，容量小的问题，也解决了穿透DB带来的数据库访问压力

主要在数据架构、性能、储存成本、服务化等不同方面进行了优化增强

参考：

[从0开始学架构 —— Alibaba 李运华 ][0_ _ Alibaba _]

[Java核心技术36讲—— Oracle 杨晓峰][Java_36_ Oracle]

[微博Cache架构设计实践 —— 陈波][Link 2]

[缓存在大型分布式系统中的最佳应用 —— 侯忠好 ][_ _]

[缓存，并发更新的大坑？ —— 58沈剑][_ 58]

[分布式缓存设计—— crossoverJie][crossoverJie]

[Link 1]: https://juejin.im/post/5b42af68f265da0fa12209c3
[Link 2]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%2FYxGeisz0L9Ja2dwsiZz01w
[0_ _ Alibaba _]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Ftime.geekbang.org%2Fcolumn%2Fintro%2F81%3Fcode%3DOK4eM0TBPTKGPRCzcZdzIeXjPACLfY3KCzATXOSWzXE%253D
[Java_36_ Oracle]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Ftime.geekbang.org%2Fcolumn%2Fintro%2F82%3Fcode%3Dw8EZ6RGOQApZJ5tpAzP8dRzeVHxZ4q%252FfOdSbSZzbkhc%253D
[_ _]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fdbaplus.cn%2Fnews-21-969-1.html
[_ 58]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%2Fc6TZdfLfpPWXmEdTkGO97g
[crossoverJie]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fgithub.com%2FcrossoverJie%2FJava-Interview%2Fblob%2Fmaster%2FMD%2FCache-design.md