如何正确缓存按需创建的记录

廖雪峰 / 编程 / ... / Reads: 14604

缓存是提高程序运行速度的重要手段。一般来说,缓存操作,总是比数据库操作快上一两个数量级,因此,不变化的数据,能缓存就缓存,可以大大减少数据库的查询压力。

本文讨论的是对于按需创建的数据库记录,如何实现缓存?

例如,考察一个按需创建Account并返回其ID的函数:

@Transactional
public Long getAccount(Long userId, String currency) {
    String key = buildCacheKey(userId, currency);
    Long value = getFromCache(key);
    if (value == null) {
        Account account = getOrCreateAccount(userId, currency);
        value = account.id;
        putIntoCache(key, value);
    }
    return value;
}

Account getOrCreateAccount(Long userId, String currency) {
    Account account = selectFromDb(userId, currency);
    if (account == null) {
        account = insertIntoDb(userId, currency);
    }
    return account;
}

乍一看,好像没啥问题。本地测试,一切正常。

但是,真实的环境下,代码可能是并发执行的,这个时候,会出现INSERT失败的情况。而只有数据库事务提交的时候,才会报错,此时,缓存已经加进去了,只不过加的缓存记录是无效的,因为稍后的事务回滚,该记录并不会在数据库中存在。

肿么办?

方法一,等事务提交成功后再缓存。问题是,事务什么时候提交?存在嵌套事务的情况下,不一定是getAccount()函数的末尾,有可能是上层调用函数的末尾。

方法二,控制并发,例如,用读写锁。问题是,多进程环境,读写锁只对当前进程起作用,无法限制其他进程。

方法三,用分布式读写锁。想想都头大,没准开销比直接读数据库还大。

每种方法复杂度都挺高。

肿么办?

其实问题的本质在于不存在记录的情况下创建,创建可能失败,但是存在记录的情况下,取到的结果肯定没问题。如果只缓存已存在的记录,问题不就解决了吗?

因此,解决方案是给返回的记录加一个标识:

@Transactional
public Long getAccount(Long userId, String currency) {
    String key = buildCacheKey(userId, currency);
    Long value = getFromCache(key);
    if (value == null) {
        Account account = getOrCreateAccount(userId, currency);
        value = account.id;
        if (! account.newlyCreated) {
            // 如果记录不是新创建的,就缓存:
            putIntoCache(key, value);
        }
    }
    return value;
}

Account getOrCreateAccount(Long userId, String currency) {
    Account account = selectFromDb(userId, currency);
    if (account == null) {
        account = insertIntoDb(userId, currency);
        account.newlyCreated = true; // 标记为新创建的
    }
    return account;
}

这个缓存方案略微降低了第一次访问的性能,但是不需要考虑并发问题,也就不需要读写锁,因此代码简单,可靠性却很高。

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Author: 廖雪峰

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