1. 缓存

定义：缓存就是数据交换的缓冲区，称为Cache，是存储数据的临时地方，读写性能较高；

CPU在执行时需要从内存/磁盘读取数据放到寄存器中才可以做运算；这种读写的性能限制了cpu的性能！
所以在【CPU的内部】添加高速缓存Cache，CPU会将经常读写的数据放到缓存中（局部性原理），当做高速运算时就不用再把数据从内存/磁盘拷贝过来再运算了，充分释放CPU的运算性能，提高运算效率；

1.1 缓存的作用：

1. 降低后端负载，当请求进入Tomcat后，不用查数据库（需要查询磁盘比较慢）；
   而使用缓存，请求从缓存中查到数据后直接返回前端，不用查数据库；
2. 提高读写效率，降低响应时间，Redis的读写在微妙级别，比读写数据库（磁盘）快很多

1.2 缓存的成本：

1. 数据的一致性问题：当数据库数据变化，那么缓存中数据就不是最新的了，这是数据就不一致了；
2. 增加代码维护成本：为了解决缓存和数据库不一致，需要使用复杂的代码来维护（缓存穿透、击穿）；
   3.运维成本：为了避免缓存缓存雪崩，保证缓存的高可用，缓存往往是集群模式，而集群的部署、维护需要运维；

2. 缓存模型

在客户端和数据库之间添加了一个中间层！
这样客户端请求会优先到达缓存Redis！
如果Redis中有数据就返回，就不用走数据库了（请求命中）； 若没有才去查询数据库（未命中）；
将未命中的数据写到Redis中，这样下一次再查询就可以使用缓存了；
随着用户请求越多，Redis中缓存的数据越多，Redis的命中率就会越来越高；

3. 缓存一致性问题

3.1 引入

当对数据库修改，缓存未更改，就出现了缓存一致性的问题；

3.2 解决

(1) 先更新数据库，再手动删除缓存

考虑：
1. 删除缓存还是更新缓存？
更新：每当数据库更新，缓存都要更新，开销较大，可能很多是无效操作（用户没查）； ×
删除：更新数据库时让缓存失效，用户查询时再去更新 √；

2. 先删除缓存还是先更新数据库？ （并发场景）
先缓存，再数据库：
假设线程1先更新缓存再更新数据库，那么当缓存先被删除后，更新数据库的时间会比较长，如果这段时间内有其他线程2来查询缓存（查询较快），由于已经被删除则会去数据库查，查完之后再写回缓存；而之前更新数据库的线程1这是才更新完数据库，此时缓存是旧值，数据库是新值；

先数据库，再缓存：
假设线程1先查询，此时缓存失效了，就去查询数据库中数为A，而此时线程2来更新数据库数为B，并删除了缓存，而后线程1 将数据A更新到缓存，而此时数据库是B，缓存是A；

但是线程2更新数据库是很慢的，一般不会比线程1 查询快，所以发生一致性问题的可能性很低，所以使用先修改数据库，再删除缓存！

(2) 使用事务保证原子性

单体系统：将缓存和数据库操作放在一个事务中！
分布式系统：缓存操作和数据库操作可能不在同一个服务器中，则利用TCC等分布式事务；

(3) 以Redis中的TTL为兜底

用expire方法设置Redis的TTL有效时间！让缓存中的数据定期清除，这样也能保证一定的有效性；

3.3 案例：商铺信息查询和更新

需求：
1.【查询】：根据id查询店铺，如果未命中则查询数据库，查询数据库数据，并更新到缓存，设置超时时间；
2.【更新】：当在数据库修改店铺id时，先修改数据库，再删除缓存；

(1) 查询商铺信息

1.注入stringRedisTemplate的bean，从Redis查询商户缓存，如果命中则返回商铺信息
这里存商铺信息的是String格式，则需要将String格式的Json反序列化为Java对象；
2.未命中则查询数据库，若不存在，报错；
3.若数据库中存在，则用stringRedisTemplate.opsForVlaue将商铺信息写到Redis中，并更新TTL有效时间(兜底)！
4.再把商铺信息数据返回；

(2) 更新商铺信息

更新数据库和删除缓存在同一个 事务 中！
1.判断id是否存在，不存在则报错；
2.先更新数据库
3.再根据id删除缓存中的数据