主动删除缓存并在读取时重建,确保数据一致性并减轻写负担;2. 设置缓存永不过期并通过定时任务异步更新,避免失效瞬间的高并发穿透;3. 使用Redis SETNX实现分布式锁,防止热点数据缓存击穿;4. 采用APCu+Redis双层缓存结构,降低数据库与远程缓存压力;5. 利用Kafka或RabbitMQ异步处理缓存更新,提升系统响应速度与最终一致性。

如果您在使用PHP开发Web应用时遇到缓存数据过期或失效的情况,系统可能需要重新从数据库加载数据并重建缓存,以避免高并发下频繁访问数据库造成性能瓶颈。以下是几种常见的缓存重建与失效处理策略。
本文运行环境:Dell PowerEdge R750,Ubuntu 22.04
一、主动删除并延迟重建缓存
该策略在数据更新时主动删除旧缓存,后续请求发现缓存不存在时再触发重建。这种方式能保证数据一致性,同时避免写操作时同步生成缓存带来的性能开销。
1、当业务逻辑更新数据库记录时,立即执行删除对应缓存键的操作。
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2、在读取数据的函数中,先尝试从Redis或Memcached中获取缓存数据。
3、如果缓存未命中,则从数据库查询最新数据。
4、将查询结果重新写入缓存,并设置新的过期时间。
二、设置缓存永不过期 + 定时异步更新
此方法通过后台定时任务定期刷新缓存内容,而线上服务使用的缓存始终有效,从而避免缓存失效瞬间的穿透压力。
1、将关键数据的缓存设置为永不过期(如过期时间设为长期值)。
2、编写独立的PHP脚本,通过Cron定时执行数据预热任务。
3、定时脚本连接数据库获取最新数据集,并批量更新到缓存服务器。
4、确保脚本执行频率高于业务可接受的数据延迟,例如每5分钟执行一次。
三、使用互斥锁防止缓存击穿
针对热点数据在缓存失效瞬间被大量并发请求打穿至数据库的问题,采用分布式锁机制确保只有一个请求执行数据库查询和缓存重建。
1、当缓存未命中时,尝试通过Redis的SETNX命令设置一个临时锁标志。
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2、若成功获取锁,则当前进程负责从数据库加载数据并更新缓存。
3、其他未能获取锁的进程暂停短暂时间后重试读取缓存。
4、完成缓存更新后,立即释放锁标志,允许后续请求正常访问新缓存。
四、双层缓存结构降低数据库压力
利用本地内存缓存(如APCu)作为第一层,分布式缓存(如Redis)作为第二层,形成多级缓存体系,减少对远程缓存和数据库的直接依赖。
1、读取数据时优先检查本地缓存是否存在且有效。
2、本地缓存缺失时再查询Redis中的共享缓存。
3、若两层均未命中,则访问数据库获取数据。
4、将数据依次写入Redis和本地缓存,注意控制本地缓存的有效期略短于Redis。
五、基于消息队列解耦缓存更新
在高写入场景下,通过消息中间件将缓存失效通知异步化,提升主流程响应速度,并实现最终一致性。
1、数据变更后向Kafka或RabbitMQ发送一条缓存失效消息。
2、独立的消费者进程监听该主题,接收到消息后执行缓存删除或重建操作。
3、主业务流程无需等待缓存操作完成即可返回成功状态。
4、确保消息队列具备持久化与重试机制,防止更新丢失。
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