在电商系统中，分布式缓存（如 Redis）的一致性指 “缓存数据与数据库数据最终保持一致”。由于缓存与数据库是独立存储系统，且存在网络延迟、并发更新等问题，完全的实时一致性难以实现，通常通过 **“失效优先、更新兜底、异步补偿”** 的策略保证最终一致性。以下是具体实现方案：
一、核心原则：优先保证 “缓存不脏读”
分布式缓存一致性的核心矛盾是 “更新数据库后，如何同步更新缓存”。需避免两种典型问题：
缓存脏数据：数据库已更新，但缓存仍保留旧值，导致业务读取错误（如商品价格已改，缓存仍显示原价）；
缓存穿透：缓存被误删除，导致大量请求直接穿透到数据库，引发性能问题。
因此，设计时需遵循：“更新数据库时，优先让缓存失效（删除 / 过期），而非直接更新缓存”，减少脏数据概率。
二、主流方案：三种更新策略对比与实践
1. 方案一：Cache Aside Pattern（缓存旁路模式）
流程：
读操作：先查缓存，命中则返回；未命中则查数据库，再将结果写入缓存（设置过期时间）。
写操作：先更新数据库，再删除缓存（而非更新缓存）。
适配场景：电商中大部分高频读写场景（如商品库存、价格更新）。
优势：
简单易实现，避免 “更新缓存” 时的并发冲突（如 A、B 同时更新，缓存可能存入旧值）；
删除缓存比更新缓存更轻量，减少网络 IO。
风险与解决：
问题 1：更新数据库成功，但删除缓存失败（如网络中断），导致缓存残留旧值。
解决：通过重试机制（如本地消息表、MQ 重试）确保删除成功。例如，删除缓存失败时，将 “缓存 Key + 删除指令” 存入本地消息表，后台线程定时重试，直到删除成功。
问题 2：并发读写冲突（如读请求未命中缓存，正从数据库加载数据时，写请求更新了数据库并删除缓存，导致读请求将旧值重新写入缓存）。
解决：
对写操作加分布式锁，确保同一时间只有一个线程更新数据库和缓存；
读请求写入缓存时，判断数据版本（如数据库字段加version），若缓存中已有更新版本则放弃写入。
2. 方案二：Write Through（写透模式）
流程：
写操作时，先更新缓存，再更新数据库（缓存与数据库同步更新）；
读操作同 Cache Aside（先查缓存，未命中则查库并回写缓存）。
适配场景：对缓存实时性要求极高的场景（如秒杀商品库存，需严格防止超卖）。
优势：缓存与数据库更新同步，减少脏数据概率。
风险与解决：
问题 1：更新缓存成功，但数据库更新失败，导致缓存存脏数据（如库存已减，但数据库未扣减，缓存显示错误库存）。
解决：
数据库更新时开启事务，若失败则回滚缓存更新（如 Redis 的MULTI事务或 Lua 脚本，确保 “缓存更新 + 数据库更新” 原子性）；
对关键数据（如库存），更新后立即校验（如查库确认库存是否正确，不一致则删除缓存）。
问题 2：性能较差，因写操作需同时完成缓存和数据库两次 IO，不适合高并发写入场景（如大促订单创建）。
3. 方案三：Write Back（写回模式）
流程：
写操作时，先更新缓存，标记缓存为 “脏数据”，异步批量更新数据库（如定时任务、队列批量提交）；
读操作优先读缓存，未命中则查库并回写。
适配场景：写操作远多于读操作，且允许短暂延迟的场景（如用户行为日志、浏览历史记录）。
优势：写操作性能极高（仅更新缓存），适合高并发写入。
风险与解决：
问题 1：缓存节点宕机，未同步到数据库的 “脏数据” 丢失（如用户刚添加的购物车商品，缓存宕机后丢失）。
解决：
缓存开启持久化（如 Redis 的 RDB+AOF），并配合集群模式（主从 + 哨兵）减少数据丢失；
关键数据（如购物车）异步更新时，先写入可靠消息队列（如 Kafka），确保至少投递一次。
三、关键补充：缓存失效与过期策略
即使采用上述更新方案，仍可能因网络分区、节点故障导致缓存不一致，需通过以下机制兜底：
1. 强制过期：设置合理的 TTL（生存时间）
为缓存设置短期 TTL（如 1-5 分钟），即使缓存出现脏数据，也会在过期后自动失效，后续请求会从数据库加载最新数据并更新缓存。
电商场景示例：商品价格缓存 TTL 设为 5 分钟，库存缓存设为 1 分钟（因库存更新更频繁）。
2. 主动失效：事件驱动的缓存刷新
数据库更新后，通过消息通知触发缓存删除 / 更新。例如：
商品服务更新价格后，发送商品价格变更事件到 MQ（如 RabbitMQ）；
缓存服务监听事件，收到后主动删除对应商品的价格缓存。
优势：减少对数据库的轮询，实时性更高（延迟通常在毫秒级）。
3. 防缓存雪崩：过期时间加随机偏移
若大量缓存同时过期，会导致请求瞬间穿透到数据库，引发性能雪崩。
解决：设置 TTL 时增加随机值（如基础TTL + 0~10秒随机值），避免缓存集中失效。
四、特殊场景：高并发下的一致性保障
1. 商品库存超卖问题
场景：秒杀时，多个请求同时扣减库存，可能导致缓存库存与数据库不一致。
解决：
采用 **“先扣缓存，再扣数据库，失败回滚”**：秒杀请求先检查缓存库存，若充足则扣减缓存（Redis 的DECR原子操作），再扣减数据库；若数据库扣减失败，立即恢复缓存库存。
最终通过定时任务校验：每 10 秒对比缓存库存与数据库库存，不一致则以数据库为准更新缓存。
2. 订单状态同步
场景：订单状态（如 “待付款→已付款”）更新后，需同步更新缓存，避免用户看到旧状态。
解决：
订单服务更新数据库后，通过本地事务表记录状态变更，异步发送消息到缓存服务，删除旧状态缓存；
前端轮询订单状态时，若缓存未命中，直接查询数据库并更新缓存（兜底机制）。
五、总结：最终一致性方案组合
电商系统中，分布式缓存一致性的实践通常是 **“Cache Aside 为主，事件通知 + TTL 兜底”**：
写操作：先更新数据库，再删除缓存（避免脏写）；删除失败则通过 MQ 重试确保最终删除。
读操作：缓存未命中时查库并回写缓存，同时校验数据版本（防止并发写入旧值）。
补偿机制：设置合理 TTL，结合事件驱动刷新，定时任务校验缓存与数据库一致性。
通过这种组合，既能保证高并发场景下的性能，又能将缓存不一致的窗口控制在秒级或分钟级，满足电商业务对 “最终一致性” 的要求。
