使用StackExchange.Redis安全地设置密钥，同时允许删除

Question

我正在尝试将Redis用作位于SQL数据库前面的缓存。在高层次上我想实现这些操作：

1. 从Redis读取值，如果不存在，则通过查询SQL生成值，然后将其推送到Redis，这样我们就不必再次计算。
2. 向Redis写入值，因为我们只是对我们的SQL数据库进行了一些更改，并且我们知道我们可能已经缓存它并且它现在无效。
3. 删除值，因为我们知道Redis中的值现在已经过时，我们怀疑没有人会想要它，但是现在重新计算它的工作太多了。我们可以让操作＃1的下一个客户再次计算它。

如果我尝试使用StackExchange.Redis，我的挑战是理解如何实现＃1和＃3。如果我通过简单的密钥读取和推送来天真地实现＃1，那么我之间完全有可能在计算SQL的值并推送它之前可能已经发生了任何其他SQL操作并且还试图推送他们通过＃2或＃3进入Redis的价值观。例如，请考虑以下顺序：

1. 客户＃1想从上面进行操作＃1 [读取]。它试图读取密钥，看不到它。
2. 客户端＃1调用SQL数据库来生成值。
3. 客户端＃2对SQL执行某些操作，然后执行上面的操作＃2 [写入]。它将一些新计算的值推送到Redis。
4. 客户端＃3来了很长时间，在SQL中执行了一些其他操作，并希望对Redis进行操作＃3 [删除]，因为知道如果那里有缓存的东西，它就不再有效了。
5. 客户端＃1将其（现在陈旧的）值推送到Redis。

那么如何实施我的操作＃1？ Redis提供了一个WATCH原语，这可以很容易地对付裸机，我可以观察客户端＃1上的密钥发生的其他事情，但是it's not supported by StackExchange.Redis because of how it multiplexes commands。它的有条件操作在这里是不够的，因为如果我尝试说＆＃34;仅当键不存在时才按下＃34;这不会阻止比赛，因为我如上所述。这里使用的是模式/最佳实践吗？这似乎是人们想要实现的一种相当普遍的模式。

我有一个想法是我可以使用一个单独的键，每次我对主键执行一些操作时会增加，然后可以使用StackExchange.Redis＆＃39;有条件的操作，但这看起来很糟糕。

Answer 1

看起来像关于正确的缓存失效策略的问题，而不是关于Redis的问题。为什么我这么认为 - Redis WATCH / MULTI 是一种乐观锁定策略这种 锁定不适合大多数具有缓存的情况，其中db read query可能是一个解决缓存的问题。在您的操作＃3描述中，您写道：

  

现在重新计算是太多的工作了。我们可以让操作＃1的下一个客户再次计算它。

因此，我们可以继续read update案例作为更新策略。在我们继续之前，还有一些问题：

1. 当2个客户开始执行＃1操作时会发生这种情况？他们两个都无法在Redis中找到值并执行SQL查询，然后将它们写入Redis。那么我们应该只有一个客户端会更新缓存吗？
2. 我们如何以正确的写入顺序（操作3）进行保护？

为什么不乐观锁定

Optimistic concurrency control假设多个交易可以经常完成而不会相互干扰。在运行时，事务使用数据资源而不获取对这些资源的锁定。在提交之前，每个事务都会验证没有其他事务已修改它已读取的数据。如果检查显示有相互矛盾的修改，则提交事务将回滚并重新启动。

您可以在wikipedia中阅读有关OCC交易阶段的信息，但用几句话来说：

  

如果没有冲突 - 您更新数据。如果存在冲突，请解决此问题，通常是通过中止事务并在仍需要更新数据时重新启动它。

Redis WATCH / MULTY是一种乐观的锁定，因此他们无法帮助您 - 在尝试使用它们之前，您不知道您的缓存密钥已被修改。

什么有效？

每当你倾听有人讲述锁定时 - 在听完一些话之后你会听到妥协，性能和一致性与可用性。最后一对是最重要的。

在大多数高负载系统中，可用性是赢家。这意味着缓存？通常这样的情况：

1. 每个缓存键都包含一些有关值的元数据 - 状态，版本和生命周期。最后一个不是Redis TTL - 通常是你的密钥应该在缓存中保存X时间，终身 在元数据中有X + Y时间，有一段时间来进行garantie进程更新。
2. 您永远不会直接删除密钥 - 您只需要更新状态或生命时间。
3. 每次应用程序从缓存中读取数据时，如果要做出决定 - 如果数据的状态为“有效” - 请使用它。如果数据状态为“无效”，请尝试更新或使用过时数据。

如何更新读取（非常重要的是这种“手工制作”乐观和悲观锁定的组合）：

1. 尝试设置悲观锁定（在Redis中使用SETEX - read more here）。
2. 如果失败 - 返回过时数据（记住我们仍然需要可用性）。
3. 如果成功执行SQL查询并写入缓存。
4. 再次阅读Redis的版本并与之前的版本进行比较。
5. 如果版本相同 - 将状态标记为“有效”。
6. 释放锁定。

如何使（您的操作＃2，＃3）无效：

1. 增加缓存版本并设置状态“无效”。
2. 如果需要，请更新生命时间/ ttl。

为何如此困难

1. 我们总是可以从缓存中获取并返回值，并且很少有缓存未命中的情况。所以我们没有缓存失效级联地狱然后很多进程尝试更新 一把钥匙。
2. 我们仍然订购了密钥更新。
3. 每次只需一个进程即可更新密钥。

我有队列！

对不起，您之前没有说过 - 我不会全部写完。如果队列全部变得更简单：

1. 每个修改操作都应该将作业推送到队列。
2. 只有异步工作者才能执行SQL和更新密钥。
3. 您仍然需要使用“状态”（有效/无效）缓存密钥来分离具有缓存的应用程序逻辑。

这是答案吗？

Actualy是，同时没有。这是一种可能的解决方案。缓存失效是许多可能解决方案的复杂问题 - 其中之一 可能很简单，其他 - 复杂。在大多数情况下，取决于混凝土应用的实际商务要求。