13种缓存模式汇总
学习和总结了13种缓存模式的优缺点、应用场景和工作流程。（汇总见底部的思维导图）
| 缓存模式 | 读取流程 | 更新流程 |
|---|---|---|
| Cache-Aside（旁路缓存） | 命中：返回缓存数据；未命中：从数据库加载数据并缓存后返回 | 先更新数据库，然后更新或删除缓存中的数据 |
| Read-Through（透读缓存） | 同上 | 同上 |
| Write-Through（透写缓存） | 同上 | 同上 |
| Write-Through with Expiry（带过期的透写缓存） | 同上 | 同上 |
| Read-Write（读写缓存） | 同上 | 同上 |
| Write-Back/Write-Behind（写后缓存） | 同上 | 写入数据到缓存，然后异步写入数据库 |
| Write-Around（写绕过缓存） | 同上 | 直接更新数据库，可选更新缓存 |
| Lazy Write-Back（懒写后缓存） | 同上 | 写入数据到缓存，缓存批量异步写数据库 |
| Timed Write-Back（定时写后缓存） | 同上 | 写入数据到缓存，缓存定时写入数据库 |
| Write-Back with Coalescing（合并写后缓存） | 同上 | 写入数据到缓存，缓存合并后写入数据库 |
| Cache-Only（仅缓存） | 命中：返回缓存数据；未命中：从缓存的其他节点尝试获取数据 | 更新缓存 |
| Hybrid Cache（混合缓存） | 读取流程和更新流程根据组合的具体缓存模式而定 | 读取流程和更新流程根据组合的具体缓存模式而定 |
| Adaptive Caching（自适应缓存） | 读取流程和更新流程根据访问模式动态调整缓存策略 | 读取流程和更新流程根据访问模式动态调整缓存策略 |
graph LR
A[1. Cache-Aside 旁路缓存] -->|定义| B_def[应用程序直接管理缓存的读取和写入]
A -->|优点| C_adv[灵活、减少数据库负载、简单易于实现]
A -->|缺点| D_dis[需要手动管理缓存、存在缓存一致性问题]
A -->|应用场景| E_sce[读取频繁但更新较少的数据]
A -->|读取流程| F_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A -->|更新流程| G_up[更新数据库后更新或删除缓存] A1[2. Read-Through 透读缓存] -->|定义| H_def[缓存层自动管理数据的读取] A1 -->|优点| I_adv[简化应用程序逻辑、减少数据库负担] A1 -->|缺点| J_dis[增加对缓存层依赖、缓存未命中时增加负载] A1 -->|应用场景| K_sce[需要快速访问且能容忍一定程度缓存一致性问题] A1 -->|读取流程| L_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A1 -->|更新流程| M_up[更新数据库后同步更新缓存] A2[3. Write-Through 透写缓存] -->|定义| N_def[数据写入时同时更新缓存和数据库] A2 -->|优点| O_adv[保证缓存和数据库数据一致性] A2 -->|缺点| P_dis[写操作增加负担、可能影响性能] A2 -->|应用场景| Q_sce[数据一致性要求高的场景] A2 -->|读取流程| R_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A2 -->|更新流程| S_up[写入数据到缓存并同步写入数据库] A3[4. Write-Back/Write-Behind 写后缓存] -->|定义| T_def[数据先写入缓存，然后异步写入数据库] A3 -->|优点| U_adv[提高写操作性能、减少数据库写入压力] A3 -->|缺点| V_dis[需要处理数据同步问题、可能导致数据丢失] A3 -->|应用场景| W_sce[不需要即时写入数据库的场景] A3 -->|读取流程| X_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A3 -->|更新流程| Y_up[写入数据到缓存并异步写入数据库] A4[5. Write-Around 写绕过缓存] -->|定义| Z_def[写操作直接写入数据库，而不是写入缓存] A4 -->|优点| AA_adv[减少缓存层负担] A4 -->|缺点| AB_dis[缓存数据可能过时] A4 -->|应用场景| AC_sce[数据收集或审计日志] A4 -->|读取流程| AD_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A4 -->|更新流程| AE_up[直接更新数据库，可选更新缓存] A5[6. Write-Through with Expiry 带过期的透写缓存] -->|定义| AF_def[透写缓存的变种，缓存中的数据会设置过期时间] A5 -->|优点| AG_adv[数据一致性较好] A5 -->|缺点| AH_dis[需要处理数据过期和重新加载] A5 -->|应用场景| AI_sce[配置信息、静态资源] A5 -->|读取流程| AJ_rd[命中且未过期：返回缓存数据
未命中或已过期：从数据库加载并缓存后返回] A5 -->|更新流程| AK_up[写入数据到缓存并同步写入数据库] A6[7. Lazy Write-Back 懒写后缓存] -->|定义| AL_def[写后缓存的变种，不会立即将数据异步写入数据库] A6 -->|优点| AM_adv[减少数据库写入次数] A6 -->|缺点| AN_dis[数据同步延迟] A6 -->|应用场景| AO_sce[批量数据处理] A6 -->|读取流程| AP_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A6 -->|更新流程| AQ_up[写入数据到缓存，缓存批量异步写数据库] A7[8. Timed Write-Back 定时写后缓存] -->|定义| AR_def[缓存中的数据会在特定的时间间隔后被写入数据库] A7 -->|优点| AS_adv[减少即时写入压力] A7 -->|缺点| AT_dis[数据同步延迟] A7 -->|应用场景| AU_sce[定时备份或数据同步] A7 -->|读取流程| AV_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A7 -->|更新流程| AW_up[写入数据到缓存，缓存定时写入数据库] A8[9. Write-Back with Coalescing 合并写后缓存] -->|定义| AX_def[多个写操作可能会被合并为单个写入操作] A8 -->|优点| AY_adv[减少数据库写入次数] A8 -->|缺点| AZ_dis[需要复杂的合并逻辑] A8 -->|应用场景| BA_sce[频繁更新的配置信息] A8 -->|读取流程| BB_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A8 -->|更新流程| BC_up[写入数据到缓存，缓存合并后写入数据库] A9[10. Read-Write 读写缓存] -->|定义| BD_def[缓存既处理读操作也处理写操作] A9 -->|优点| BE_adv[读写操作都从缓存中进行] A9 -->|缺点| BF_dis[缓存失效时影响性能] A9 -->|应用场景| BG_sce[实时数据监控] A9 -->|读取流程| BH_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A9 -->|更新流程| BI_up[更新缓存后同步更新数据库] A10[11. Cache-Only 仅缓存] -->|定义| BK_def[所有的数据访问都通过缓存进行] A10 -->|优点| BL_adv[快速的数据访问] A10 -->|缺点| BM_dis[数据一致性难以保证] A10 -->|应用场景| BN_sce[静态内容分发] A10 -->|读取流程| BO_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从缓存的其他节点尝试获取数据] A10 -->|更新流程| BP_up[更新缓存] A11[12. Hybrid Cache 混合缓存] -->|定义| BQ_def[结合多种缓存模式] A11 -->|优点| BR_adv[适应不同的数据访问模式和业务需求] A11 -->|缺点| BS_dis[实现复杂] A11 -->|应用场景| BT_sce[电商网站] A11 -->|读取流程| BU_rd[根据组合的具体缓存模式而定] A11 -->|更新流程| BV_up[根据组合的具体缓存模式而定] A12[13. Adaptive Caching 自适应缓存] -->|定义| BW_def[缓存策略会根据当前的访问模式和系统负载动态调整] A12 -->|优点| BX_adv[优化性能和资源利用率] A12 -->|缺点| BY_dis[实现复杂] A12 -->|应用场景| BZ_sce[动态网站内容] A12 -->|读取流程| CA_rd[根据访问模式动态调整缓存策略] A12 -->|更新流程| CB_up[根据访问模式动态调整缓存策略]
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A -->|更新流程| G_up[更新数据库后更新或删除缓存] A1[2. Read-Through 透读缓存] -->|定义| H_def[缓存层自动管理数据的读取] A1 -->|优点| I_adv[简化应用程序逻辑、减少数据库负担] A1 -->|缺点| J_dis[增加对缓存层依赖、缓存未命中时增加负载] A1 -->|应用场景| K_sce[需要快速访问且能容忍一定程度缓存一致性问题] A1 -->|读取流程| L_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A1 -->|更新流程| M_up[更新数据库后同步更新缓存] A2[3. Write-Through 透写缓存] -->|定义| N_def[数据写入时同时更新缓存和数据库] A2 -->|优点| O_adv[保证缓存和数据库数据一致性] A2 -->|缺点| P_dis[写操作增加负担、可能影响性能] A2 -->|应用场景| Q_sce[数据一致性要求高的场景] A2 -->|读取流程| R_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A2 -->|更新流程| S_up[写入数据到缓存并同步写入数据库] A3[4. Write-Back/Write-Behind 写后缓存] -->|定义| T_def[数据先写入缓存，然后异步写入数据库] A3 -->|优点| U_adv[提高写操作性能、减少数据库写入压力] A3 -->|缺点| V_dis[需要处理数据同步问题、可能导致数据丢失] A3 -->|应用场景| W_sce[不需要即时写入数据库的场景] A3 -->|读取流程| X_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A3 -->|更新流程| Y_up[写入数据到缓存并异步写入数据库] A4[5. Write-Around 写绕过缓存] -->|定义| Z_def[写操作直接写入数据库，而不是写入缓存] A4 -->|优点| AA_adv[减少缓存层负担] A4 -->|缺点| AB_dis[缓存数据可能过时] A4 -->|应用场景| AC_sce[数据收集或审计日志] A4 -->|读取流程| AD_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A4 -->|更新流程| AE_up[直接更新数据库，可选更新缓存] A5[6. Write-Through with Expiry 带过期的透写缓存] -->|定义| AF_def[透写缓存的变种，缓存中的数据会设置过期时间] A5 -->|优点| AG_adv[数据一致性较好] A5 -->|缺点| AH_dis[需要处理数据过期和重新加载] A5 -->|应用场景| AI_sce[配置信息、静态资源] A5 -->|读取流程| AJ_rd[命中且未过期：返回缓存数据
未命中或已过期：从数据库加载并缓存后返回] A5 -->|更新流程| AK_up[写入数据到缓存并同步写入数据库] A6[7. Lazy Write-Back 懒写后缓存] -->|定义| AL_def[写后缓存的变种，不会立即将数据异步写入数据库] A6 -->|优点| AM_adv[减少数据库写入次数] A6 -->|缺点| AN_dis[数据同步延迟] A6 -->|应用场景| AO_sce[批量数据处理] A6 -->|读取流程| AP_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A6 -->|更新流程| AQ_up[写入数据到缓存，缓存批量异步写数据库] A7[8. Timed Write-Back 定时写后缓存] -->|定义| AR_def[缓存中的数据会在特定的时间间隔后被写入数据库] A7 -->|优点| AS_adv[减少即时写入压力] A7 -->|缺点| AT_dis[数据同步延迟] A7 -->|应用场景| AU_sce[定时备份或数据同步] A7 -->|读取流程| AV_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A7 -->|更新流程| AW_up[写入数据到缓存，缓存定时写入数据库] A8[9. Write-Back with Coalescing 合并写后缓存] -->|定义| AX_def[多个写操作可能会被合并为单个写入操作] A8 -->|优点| AY_adv[减少数据库写入次数] A8 -->|缺点| AZ_dis[需要复杂的合并逻辑] A8 -->|应用场景| BA_sce[频繁更新的配置信息] A8 -->|读取流程| BB_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A8 -->|更新流程| BC_up[写入数据到缓存，缓存合并后写入数据库] A9[10. Read-Write 读写缓存] -->|定义| BD_def[缓存既处理读操作也处理写操作] A9 -->|优点| BE_adv[读写操作都从缓存中进行] A9 -->|缺点| BF_dis[缓存失效时影响性能] A9 -->|应用场景| BG_sce[实时数据监控] A9 -->|读取流程| BH_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从数据库加载并缓存后返回] A9 -->|更新流程| BI_up[更新缓存后同步更新数据库] A10[11. Cache-Only 仅缓存] -->|定义| BK_def[所有的数据访问都通过缓存进行] A10 -->|优点| BL_adv[快速的数据访问] A10 -->|缺点| BM_dis[数据一致性难以保证] A10 -->|应用场景| BN_sce[静态内容分发] A10 -->|读取流程| BO_rd[命中：返回缓存数据
未命中：从缓存的其他节点尝试获取数据] A10 -->|更新流程| BP_up[更新缓存] A11[12. Hybrid Cache 混合缓存] -->|定义| BQ_def[结合多种缓存模式] A11 -->|优点| BR_adv[适应不同的数据访问模式和业务需求] A11 -->|缺点| BS_dis[实现复杂] A11 -->|应用场景| BT_sce[电商网站] A11 -->|读取流程| BU_rd[根据组合的具体缓存模式而定] A11 -->|更新流程| BV_up[根据组合的具体缓存模式而定] A12[13. Adaptive Caching 自适应缓存] -->|定义| BW_def[缓存策略会根据当前的访问模式和系统负载动态调整] A12 -->|优点| BX_adv[优化性能和资源利用率] A12 -->|缺点| BY_dis[实现复杂] A12 -->|应用场景| BZ_sce[动态网站内容] A12 -->|读取流程| CA_rd[根据访问模式动态调整缓存策略] A12 -->|更新流程| CB_up[根据访问模式动态调整缓存策略]