在分布式系统开发中，缓存与数据库的一致性问题是后端开发面试的核心考点之一。本文结合 PmHub 项目实践，整理高频面试题及深度解答，帮助开发者系统掌握缓存一致性解决方案的设计与实现。若想对相关内容有更透彻的理解，强烈推荐参考之前发布的博文：【PmHub后端篇】PmHub 中缓存与数据库一致性的实现方案及分析

1 项目中如何保证缓存和数据一致性

我们主要采用Cache Aside 模式，核心逻辑是：

• 读流程：
  • 先查询缓存，若命中直接返回
  • 若未命中，查询数据库
  • 将查询结果写入缓存（设置合理过期时间）
• 写流程：
  • 先更新数据库
  • 删除对应缓存（而非更新，原因见问题 2）

同时结合以下辅助策略：

• 分布式锁：处理高并发写冲突（如流程状态更新场景，通过 Redisson 实现分布式锁）
• 缓存监控：通过 SkyWalking 监控缓存命中率（目标 > 90%）、淘汰率（<5%）
• 定时任务：每日凌晨对冷数据进行全量缓存重建

2 为什么删除缓存，而不更新缓存

主要基于以下考量：

• 更新缓存浪费服务器资源：频繁的缓存更新可能导致缓存服务器的负载增加，通过删除缓存而不是频繁更新，可以减少缓存服务器的压力，提高系统整体性能。
• 避免脏数据：高并发下更新缓存可能读到中间态数据（如事务未提交）
• 减少无效更新：频繁写场景下，删除缓存可避免缓存与 DB 的无效同步

3 先更新 DB，再删除缓存是否是完美解决方案

• 局限性分析：

  1. 写性能损耗：每次写操作需额外执行缓存删除（优化方向：通过异步队列批量处理缓存失效）

  2. 极端并发不一致：
     场景：线程 A 更新 DB 后未删缓存时，线程 B 读取到旧缓存
     概率：仅发生在 DB 更新成功但缓存删除失败，且此时有读请求的极端情况
     解决方案：

     • 缓存设置短过期时间（如 5 分钟）
     • 增加异步校验任务（定时对比 DB 与缓存数据）

  3. 缓存穿透与预热问题：

  • 冷数据首次访问会穿透到 DB（布隆过滤器拦截无效请求）
  • 系统冷启动时需预热热点数据（启动时通过 Spring 事件监听异步加载）

4 Cache Aside 模式有哪些局限性？

• 缓存穿透：首次访问冷数据时存在 DB 穿透风险（解决方案：布隆过滤器拦截无效 key）
• 并发不一致：极端情况下（如更新 DB 后删除缓存前服务宕机）可能不一致（解决方案：分布式锁 + 异步数据校验任务）
• 缓存预热：冷启动时需要预热热点数据（解决方案：启动时通过 @PostConstruct 预热或异步线程加载）
• 写性能影响：每次写操作需额外执行缓存删除（优化方向：合并批量写操作，使用 Redis Pipeline 批量删除）

5 Spring Cache 如何集成 Redis？

Spring Cache 默认使用本地缓存（ConcurrentMap），集成 Redis 需：

1. 添加 Redis 缓存依赖：

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2. 配置 CacheManager：

@Bean
public RedisCacheManagerBuilderCustomizer redisCacheManagerBuilderCustomizer(RedisConnectionFactory connectionFactory) {return builder -> builder.cacheDefaults(RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig(connectionFactory)).withCacheConfiguration("yourCacheName", RedisCacheConfiguration.defaultCacheConfig(connectionFactory).entryTtl(Duration.ofMinutes(5)));
}

3. 使用 @Cacheable/@CacheEvict 注解声明缓存操作。

6 如果缓存删除失败怎么办？

采用重试机制 + 消息队列：

• 删除缓存失败时，将 key 写入 RabbitMQ 死信队列
• 通过消费者异步重试删除（设置 3 次重试间隔，避免洪峰）

7 如何处理缓存雪崩？

• 缓存层加随机过期时间（如 10-15 分钟随机）
• 对热点数据加本地缓存（Caffeine）作为保护罩
• 服务层添加 Hystrix 熔断，防止 DB 被压垮

6 参考链接

PmHub如何保证缓存和数据库的一致性