01
缓存一致性问题概述
为什么需要缓存一致性?根本原因:多核/多节点共享数据。
基础核心概念
02
缓存一致性协议基础
MESI协议详解:Modified、Exclusive、Shared、Invalid状态转换。
协议MESI
03
MESI协议进阶
优化变体MOESI、MESIF,以及解决的实际问题。
进阶MOESIMESIF
04
目录式一致性协议
基于目录的缓存一致性,适用于大规模系统的设计思路。
目录协议可扩展
05
嗅探协议详解
基于总线的嗅探协议,工作原理与总线监听机制。
嗅探总线
06
写失效与写更新
Write-Invalidate 与 Write-Update 策略对比与选择。
策略写失效写更新
07
一致性粒度与伪共享
缓存行大小影响,伪共享问题及解决方案。
性能伪共享
08
内存一致性模型
顺序一致性(SC)、总存储顺序(TSO)、宽松一致性模型对比。
内存模型SCTSO
09
屏障指令与内存排序
内存屏障作用,Store/Load屏障、全屏障使用场景。
屏障内存排序
10
原子操作与锁实现
CAS、LL/SC 在一致性中的作用。
原子操作锁
11
分布式缓存一致性
Redis集群、Memcached一致性哈希与失效策略。
分布式一致性哈希
12
最终一致性模型
BASE理论,Gossip协议、Quorum机制。
最终一致性BASE
13
强一致性模型
线性一致性(Linearizability)与可串行化区别及代价。
强一致性线性一致性
14
CAP理论与一致性权衡
CAP定理详解,一致性、可用性、分区容忍性权衡。
CAP权衡
15
Paxos协议与一致性
Paxos基本原理,Multi-Paxos在分布式缓存中的应用。
Paxos共识
16
Raft协议详解
Leader选举、日志复制、安全性,与Paxos对比。
Raft选举
17
ZooKeeper与一致性
ZAB协议,原子广播,分布式协调一致性。
ZooKeeperZAB
18
分布式事务与缓存一致性
2PC、3PC在缓存与数据库同步中的应用。
分布式事务2PC
19
TCC与Saga模式
TCC (Try-Confirm/Cancel) 和 Saga 在微服务缓存一致性中的实践。
TCCSaga
20
缓存穿透、击穿、雪崩
三大问题及对一致性的影响,布隆过滤器、互斥锁、缓存预热。
缓存问题布隆过滤器
21
读写分离与缓存一致性
主从复制延迟导致不一致,延迟双删策略。
读写分离延迟双删
22
消息队列与最终一致性
利用Kafka、RocketMQ实现缓存与数据库最终一致性。
消息队列最终一致性
23
CQRS与事件溯源
命令查询职责分离,事件溯源如何保证一致性。
CQRS事件溯源
24
硬件缓存一致性
多核CPU协议(Intel MESIF, AMD MOESI),NUMA挑战。
硬件NUMA
25
GPU缓存一致性
GPU与CPU缓存一致性,统一内存设计。
GPU统一内存
26
缓存一致性性能分析
一致性协议对性能影响,通过PMU分析开销。
性能PMU
27
一致性测试与验证
Litmus测试、随机测试、形式化验证方法。
测试Litmus
28
实际案例分析
MySQL与Redis缓存一致性实战,双写/最终一致性方案对比。
实战MySQLRedis
29
大规模系统设计案例
电商秒杀场景缓存一致性设计,高并发权衡。
秒杀高并发
30
未来趋势与前沿
非易失性内存(NVM)影响,CXL协议与一致性互连。
NVMCXL前沿