不用緩存服務(wù)，還能怎么緩存數(shù)據(jù)？
除了常見的redis/memcache等進程外緩存服務(wù)，還能怎么緩存數(shù)據(jù)?
緩存還有一種常見的玩法，進程內(nèi)緩存。
什么是進程內(nèi)緩存?
將一些數(shù)據(jù)緩存在站點，或者服務(wù)的進程內(nèi)，這就是進程內(nèi)緩存。
進程內(nèi)緩存的實現(xiàn)載體，最簡單的，可以是一個帶鎖的Map。又或者，可以使用第三方庫，例如leveldb。
進程內(nèi)緩存能存儲啥?
redis/memcache等進程外緩存服務(wù)能存什么，進程內(nèi)緩存就能存什么。
如上圖，可以存儲json數(shù)據(jù)，可以存儲html頁面，可以存儲對象。
進程內(nèi)緩存有什么好處?
與沒有緩存相比，進程內(nèi)緩存的好處是，數(shù)據(jù)讀取不再需要訪問后端，例如數(shù)據(jù)庫。
如上圖，整個訪問流程要經(jīng)過1,2,3,4四個步驟。
如果引入進程內(nèi)緩存，
如上圖，整個訪問流程只要經(jīng)過1,2兩個步驟。
與進程外緩存相比(例如redis/memcache)，進程內(nèi)緩存省去了網(wǎng)絡(luò)開銷，所以一來節(jié)省了內(nèi)網(wǎng)帶寬，二來響應(yīng)時延會更低。
進程內(nèi)緩存有什么缺點?
統(tǒng)一緩存服務(wù)雖然多一次網(wǎng)絡(luò)交互，但仍是統(tǒng)一存儲。
如上圖，站點和服務(wù)中的多個節(jié)點訪問統(tǒng)一的緩存服務(wù)，數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲，容易保證數(shù)據(jù)的一致性。
而進程內(nèi)緩存，如上圖，如果數(shù)據(jù)緩存在站點和服務(wù)的多個節(jié)點內(nèi)，數(shù)據(jù)存了多份，一致性比較難保障。
如何保證進程內(nèi)緩存的數(shù)據(jù)一致性?
保障進程內(nèi)緩存一致性，有幾種方案。
第一種方案，可以通過單節(jié)點通知其他節(jié)點。如上圖：寫請求發(fā)生在server1，在修改完自己內(nèi)存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之后，可以主動通知其他server節(jié)點，也修改內(nèi)存的數(shù)據(jù)。
這種方案的缺點是：同一功能的一個集群的多個節(jié)點，相互耦合在一起，特別是節(jié)點較多時，網(wǎng)狀連接關(guān)系極其復雜。
第二種方案，可以通過MQ通知其他節(jié)點。如上圖，寫請求發(fā)生在server1，在修改完自己內(nèi)存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)之后，給MQ發(fā)布數(shù)據(jù)變化通知，其他server節(jié)點訂閱MQ消息，也修改內(nèi)存數(shù)據(jù)。
這種方案雖然解除了節(jié)點之間的耦合，但引入了MQ，使得系統(tǒng)更加復雜。
前兩種方案，節(jié)點數(shù)量越多，數(shù)據(jù)冗余份數(shù)越多，數(shù)據(jù)同時更新的原子性越難保證，一致性也就越難保證。
第三種方案，為了避免耦合，降低復雜性，干脆放棄了“實時一致性”，每個節(jié)點啟動一個timer，定時從后端拉取最新的數(shù)據(jù)，更新內(nèi)存緩存。在有節(jié)點更新后端數(shù)據(jù)，而其他節(jié)點通過timer更新數(shù)據(jù)之間，會讀到臟數(shù)據(jù)。
為什么不能頻繁使用進程內(nèi)緩存?
分層架構(gòu)設(shè)計，有一條準則：站點層、服務(wù)層要做到無數(shù)據(jù)無狀態(tài)，這樣才能任意的加節(jié)點水平擴展，數(shù)據(jù)和狀態(tài)盡量存儲到后端的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，例如數(shù)據(jù)庫服務(wù)或者緩存服務(wù)。
可以看到，站點與服務(wù)的進程內(nèi)緩存，實際上違背了分層架構(gòu)設(shè)計的無狀態(tài)準則，故一般不推薦使用。
什么時候可以使用進程內(nèi)緩存?
以下情況，可以考慮使用進程內(nèi)緩存。
情況一，只讀數(shù)據(jù)，可以考慮在進程啟動時加載到內(nèi)存。
畫外音：此時也可以把數(shù)據(jù)加載到redis / memcache，進程外緩存服務(wù)也能解決這類問題。
情況二，極其高并發(fā)的，如果透傳后端壓力極大的場景，可以考慮使用進程內(nèi)緩存。例如，秒殺業(yè)務(wù)，并發(fā)量極高，需要站點層擋住流量，可以使用內(nèi)存緩存。
情況三，一定程度上允許數(shù)據(jù)不一致業(yè)務(wù)。例如，有一些計數(shù)場景，運營場景，頁面對數(shù)據(jù)一致性要求較低，可以考慮使用進程內(nèi)頁面緩存。
末了，再次強調(diào)，進程內(nèi)緩存的適用場景并不如redis/memcache廣泛，不要為了炫技而使用。
更多的時候，還是老老實實使用redis/mc吧。
畫外音：額，介紹技術(shù)，不希望把大家?guī)恕?/p>
【本文為51CTO專欄作者“58沈劍”原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者】
