Какие проблемы возникают при кешировании связанных данных в нескольких независимых кешах?

Основная проблема — несогласованность данных (data inconsistency), которая возникает, когда связанные сущности хранятся в разных, несинхронизированных кешах.

Представим, что у нас есть кеш для пользователей и отдельный кеш для их заказов. Если мы обновим данные пользователя (например, имя), но забудем инвалидировать или обновить кеш заказов, то в кеше заказов останутся устаревшие данные о пользователе.

Пример на Go:

// Определим структуры для примера
type User struct {
    ID   int
    Name string
}
type Order struct {
    ID       int
    UserID   int
    UserName string // Дублируем имя для примера
}

var userCache = make(map[int]User)
var ordersCache = make(map[int]Order)

// Функция обновляет пользователя, но забывает обновить связанные данные
func updateUser(user User) {
    // 1. Обновляем данные в базе данных
    // db.UpdateUser(user)

    // 2. Инвалидируем кеш самого пользователя
    delete(userCache, user.ID)

    // 3. ОШИБКА: Мы не инвалидировали кеш заказов.
    // Теперь ordersCache может содержать заказы с устаревшим UserName.
}

Ключевые последствия:

• Проблема инвалидации кеша: Это самая сложная часть. Нужно разработать надёжную стратегию для одновременного обновления всех связанных кешей.
• Устаревшие данные (Stale Data): Пользователи видят неактуальную информацию, что может привести к ошибкам в бизнес-логике.
• Сложность синхронизации: В многопоточных системах проблема усугубляется из-за состояний гонки при обновлении разных кешей.
• Избыточность данных: Дублирование данных (как UserName в примере) увеличивает потребление памяти.

Возможные решения:

1. Централизованный кеш: Использовать единое хранилище для связанных данных.
2. Событийная инвалидация: Использовать шину сообщений (например, RabbitMQ, Kafka) для рассылки событий об изменении данных. Все заинтересованные сервисы подписываются на события и инвалидируют свои локальные кеши.
3. Продуманная структура ключей: Использовать ключи, которые позволяют легко находить и инвалидировать все связанные данные (например, user:123:profile, user:123:orders).