Classic Caching Strategy

1. Cache Aside

• 在這種模式下，應用程式碼負責維護緩存和數據庫之間的一致性。
• 流程
  • 讀取（Read）: 首先查詢緩存，如果未命中（Miss），則查詢數據庫並將結果存入緩存
  • 寫入（Write）: 直接寫入數據庫，然後使緩存中的相應項目失效
• 優缺點
  • 優點: 簡單，易於實現
  • 缺點: 應用程式需要手動維護緩存和數據庫的一致性
• 適用場景
  • 當數據讀取遠多於寫入，並且可以容忍一定程度的數據不一致性
  • 例: 使用者個人資料的讀取，社交網絡的朋友列表
• 技術選擇
  • Redis、Memcached

2. Read Through

• 在緩存未命中時，緩存自動從數據庫讀取數據並填充緩存
• 優缺點
  • 優點: 簡化了應用程式邏輯
  • 缺點: 可能會導致初次讀取的延遲
• 適用場景
  • 當應用程式需要簡單的緩存管理，並且希望緩存和數據庫之間的數據始終保持一致
  • 商品庫存信息，實時金融報價
• 技術選擇
  • Hazelcast、Oracle Coherence

3. Write Through

• 應用程式將寫入操作同步進到緩存和數據庫
• 流程
  • 寫入操作首先更新緩存，然後同步更新數據庫
• 優缺點
  • 優點: 確保緩存和數據庫的一致性
  • 缺點: 寫入操作的延遲可能會增加
• 適用場景
  • 高可用性和數據一致性是首要考慮因素
  • 銀行交易，訂單處理
• 技術選擇
  • Redis、AWS DynamoDB Accelerator (DAX)

4. Write Around

• 寫入操作僅直接進到數據庫，緩存不會立即更新
• 流程
  • 寫入操作直接更新數據庫，緩存中的相應項目會被失效或略過
• 優缺點
  • 優點: 減少不必要的緩存更新
  • 缺點: 可能會導致緩存未命中率增加
• 適用場景
  • 當數據寫入操作不經常讀取，或者寫入操作的數據量非常大
  • 日誌寫入，批量數據處理
• 技術選擇
  • 通常是自定義解決方案

5. Write Back

• 寫入操作首先更新緩存，然後在後台異步更新數據庫
• 流程
  • 寫入操作首先更新緩存，然後由一個後台進程異步更新數據庫
• 優缺點
  • 優點: 寫入操作非常快，因為它僅涉及到緩存
  • 缺點: 如果緩存失敗，可能會導致數據丟失
• 適用場景
  • 當寫入延遲需要最小化，並且可以容忍一定程度的數據不一致或數據丟失
  • 購物車信息，即時消息
• 技術選擇
  • Redis、Hazelcast

Summary [3]

Reference

1. https://zhuanlan.zhihu.com/p/150740291
2. https://www.jyt0532.com/2018/09/23/cache-mechanism/
3. https://blog.bytebytego.com/p/top-caching-strategies