什么是本地緩存、分布式緩存以及多級緩存？
像MySql等傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)不能適用于所有的業(yè)務(wù)場景，比如電商系統(tǒng)的秒殺場景，APP首頁的訪問流量高峰場景，很容易造成關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的癱瘓，隨著緩存技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這題。
一、緩存的概念（什么是緩存）
緩存就是把訪問量較高的熱點數(shù)據(jù)從傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中加載到內(nèi)存中，當(dāng)用戶再次訪問熱點數(shù)據(jù)時是從內(nèi)存中加載，減少了對數(shù)據(jù)庫的訪問量，解決了高并發(fā)場景下容易造成數(shù)據(jù)庫宕機(jī)的問題。
二、為什么要用緩存（為什么要用redis作為緩存）
針對于這個問題要從兩個方面去考慮，一個是應(yīng)用系統(tǒng)的高并發(fā)場景，另一個就是應(yīng)用系統(tǒng)的高性能情況。
1、高性能情況： 用戶第一次訪問數(shù)據(jù)時，緩存中沒有數(shù)據(jù)，要從數(shù)據(jù)庫中獲取數(shù)據(jù)，因為是從磁盤中拿數(shù)據(jù)，讀取數(shù)據(jù)的過程比較慢。拿到數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)存儲在緩存中，用戶第二次訪問數(shù)據(jù)時，可以從緩存中直接獲取，因為緩存是直接操作內(nèi)存的，訪問數(shù)據(jù)速度比較快。
2、高并發(fā)場景下： 操作緩存能夠承受的并發(fā)訪問量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于訪問數(shù)據(jù)庫的，比如redis，它的讀的速度是110000次/s，寫的速度是81000次/s。所以說將數(shù)據(jù)庫中訪問量高的數(shù)據(jù)存儲到緩存中，用戶請求的時候直接訪問數(shù)據(jù)庫，不必訪問數(shù)據(jù)庫，提高應(yīng)用程序的并發(fā)量。
三、緩存的分類有哪些
緩存基本上分為三類：本地緩存、分布式緩存、多級緩存。根據(jù)緩存和應(yīng)用程序是否屬于同一個進(jìn)程，將緩存分為本地緩存和分布式緩存�；诒镜鼐彺婧头植际骄彺娑加懈髯缘膬�(yōu)點和缺點，后面又出現(xiàn)了多級緩存的概念。
1、本地緩存
本地緩存的概念：
本地緩存是指和應(yīng)用程序在同一個進(jìn)程內(nèi)的內(nèi)存空間去存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的讀寫都是在同一個進(jìn)程內(nèi)完成的。
本地緩存優(yōu)點：
讀取速度快，但是不能進(jìn)行大數(shù)據(jù)量存儲。
本地緩存不需要遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)請求去操作內(nèi)存空間，沒有額外的性能消耗，所以讀取速度快。
本地緩存缺點：
應(yīng)用程序集群部署時，會存在數(shù)據(jù)更新問題（數(shù)據(jù)更新不一致）
本地緩存一般只能被同一個應(yīng)用進(jìn)程的程序訪問，不能被其他應(yīng)用程序進(jìn)程訪問。在單體應(yīng)用集群部署時，如果數(shù)據(jù)庫有數(shù)據(jù)需要更新，就要同步更新不同服務(wù)器節(jié)點上的本地緩存的數(shù)據(jù)來保證數(shù)據(jù)的一致性，但是這種操作的復(fù)雜度高，容易出錯�？梢曰趓edis的發(fā)布/訂閱機(jī)制來實現(xiàn)各個部署節(jié)點的數(shù)據(jù)同步更新。
數(shù)據(jù)會隨著應(yīng)用程序的重啟而丟失
因為本地緩存的數(shù)據(jù)是存儲在應(yīng)用進(jìn)程的內(nèi)存空間的，所以當(dāng)應(yīng)用進(jìn)程重啟時，本地緩存的數(shù)據(jù)會丟失。
本地緩存的實現(xiàn)：
（1）、緩存存儲的數(shù)據(jù)一般都是key-value鍵值對的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
（2）、除了上面說的實現(xiàn)方式以外，也可以用Guava、Ehcache以及Caffeine等封裝好的工具包來實現(xiàn)本地緩存。
2、分布式緩存
分布式緩存概念：
分布式緩存是獨立部署的服務(wù)進(jìn)程，并且和應(yīng)用程序沒有部署在同一臺服務(wù)器上。所以是需要通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)請求來完成分布式緩存的讀寫操作，并且分布式緩存主要應(yīng)用在應(yīng)用程序集群部署的環(huán)境下。
分布式緩存優(yōu)點：
支持大數(shù)據(jù)量存儲
分布式緩存是獨立部署的進(jìn)程，擁有自身獨自的內(nèi)存空間，不需要占用應(yīng)用程序進(jìn)程的內(nèi)存空間，并且還支持橫向擴(kuò)展的集群方式部署，所以可以進(jìn)行大數(shù)據(jù)量存儲。
數(shù)據(jù)不會隨著應(yīng)用程序重啟而丟失
分布式緩存和本地緩存不同，擁有自身獨立的內(nèi)存空間，不會受到應(yīng)用程序進(jìn)程重啟的影響，在應(yīng)用程序重啟時，分布式緩存的存儲數(shù)據(jù)仍然存在。
數(shù)據(jù)集中存儲，保證數(shù)據(jù)的一致性
當(dāng)應(yīng)用程序采用集群方式部署時，集群的每個部署節(jié)點都有一個統(tǒng)一的分布式緩存進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作，所以不會存在像本地緩存中數(shù)據(jù)更新問題，保證了不同服務(wù)器節(jié)點的 數(shù)據(jù)一致性。
數(shù)據(jù)讀寫分離，高性能，高可用
分布式緩存一般支持?jǐn)?shù)據(jù)副本機(jī)制，實現(xiàn)讀寫分離，可以解決高并發(fā)場景中的數(shù)據(jù)讀寫性能問題。而且在多個緩存節(jié)點冗余存儲數(shù)據(jù)，提高了緩存數(shù)據(jù)的可用性，避免某個緩存節(jié)點宕機(jī)導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可用問題。
分布式緩存缺點：
數(shù)據(jù)跨網(wǎng)絡(luò)傳輸，讀寫性能不如本地緩存
分布式緩存是一個獨立的服務(wù)進(jìn)程，并且和應(yīng)用程序進(jìn)程不在同一臺機(jī)器上，所以數(shù)據(jù)的讀寫要通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)請求，這樣相對于本地緩存的數(shù)據(jù)讀寫，性能要低一些。
分布式緩存的實現(xiàn)：
分布式緩存的典型實現(xiàn)包括 MemCached 和 Redis。
3、多級緩存
基于本地緩存和分布式緩存的優(yōu)缺點，多級緩存應(yīng)運而生，在實際的業(yè)務(wù)開發(fā)中一般也是采用多級緩存。
注意：本地緩存一般存儲更新頻率低，訪問頻率高數(shù)據(jù)，分布式緩存一般存儲更新頻率很高的數(shù)據(jù)。
多級緩存的請求流程： 本地緩存作為一級緩存，分布式緩存作為二級緩存；當(dāng)用戶獲取數(shù)據(jù)時，先從一級緩存中獲取數(shù)據(jù)，如果一級緩存有數(shù)據(jù)則返回數(shù)據(jù)，否則從二級緩存中獲取數(shù)據(jù)。如果二級緩存中有數(shù)據(jù)則更新一級緩存，然后將數(shù)據(jù)返回客戶端。如果二級緩存沒有數(shù)據(jù)則去數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)，然后更新二級緩存，接著再更新一級緩存，最后將數(shù)據(jù)返回給客戶端。
多級緩存的實現(xiàn)： 可以使用Guava或者Caffeine作為一級緩存，Redis作為二級緩存。
注意：在應(yīng)用程序集群部署時，如果數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)有更新的情況，一級緩存的數(shù)據(jù)更新容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的情況。因為是集群部署，多個部署節(jié)點實現(xiàn)一級緩存數(shù)據(jù)更新難度比較大，不過我們可以通過Redis的消息發(fā)布/訂閱機(jī)制來實現(xiàn)多個節(jié)點緩存數(shù)據(jù)一致性問題。
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