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负缓存是指存储失败的结果或错误信息，以避免发出冗余请求。它在通过防止对已知失败进行重复处理来提升系统性能方面发挥着重要作用。通过缓存这些负面响应，系统能够节省资源并提高响应时间。与存储成功结果的正向缓存不同，负缓存专注于高效地处理错误。这项技术对于频繁出现查找失败的环境（例如 DNS 查询和数据库搜索）特别有益。
!Negative-Caching—System-Design
系统设计中关于负缓存的重要主题
- 什么是负缓存？
- 负缓存在系统性能中的重要性
- 系统设计中的正向缓存与负缓存对比
- 负缓存是如何工作的
- 负缓存的优势
- 负缓存的机制
- 负缓存的实现方式
- 负缓存面临的挑战
- 负缓存的最佳实践
- 负缓存的真实案例
什么是负缓存？
负缓存涉及存储失败操作的结果，以防止系统进行重复尝试。当一个请求导致错误时，负缓存会记录这次失败。随后，这个存储的结果会被用来快速响应类似的未来请求。这样做有助于系统避免不必要的处理，并减少服务器的负载。这种方法在重复失败可能性很高的场景中（例如 DNS 查找或数据库查询）尤其有价值。
- 在实践中，负缓存能提高效率并改善整体系统性能。
- 系统可以依赖缓存的负面响应，而不是反复尝试那些注定会失败的操作。
- 这不仅节省了计算资源，还改善了用户的响应时间。
- 虽然正向缓存专注于成功的结果，但负缓存确保有效地处理已知失败。
负缓存在系统性能中的重要性
负缓存对于优化系统性能至关重要。它有助于减少冗余操作并节省资源，使系统更加高效和响应迅速。以下是它为何如此重要：
- 减少冗余请求： 通过缓存失败的操作，负缓存防止系统反复处理相同的失败请求。这减少了不必要的负载，并释放了资源用于其他任务。
- 资源优化： 当错误被缓存时，CPU 和内存等计算资源得以保存。这使得系统能够更有效地分配这些资源，从而提升整体性能。
- 改善响应时间： 负缓存确保从缓存中快速响应重复的失败请求，从而显著降低延迟并增强用户体验。
- 成本效益： 通过最小化对失败操作的重复处理，负缓存有助于降低运营成本。消耗的资源更少，且对扩展基础设施的需求也会减少。
- 增强用户体验： 当采用负缓存时，用户可以从更快的响应中受益。它避免了由重复失败引起的延迟，确保了与系统交互的流畅性。
- 减少网络负载： 对于分布式系统，负缓存可以显著减少网络上不必要的流量。这有助于保持更好的网络性能和稳定性。
- 性能一致性： 通过有效地管理失败，负缓存有助于实现更可预测和稳定的系统性能，这对于维持服务质量至关重要。
系统设计中的正向缓存与负缓存对比
以下是正向缓存和负缓存之间的区别：
正向缓存
—
正向缓存存储请求的成功结果。
旨在加速对相同成功结果的重复访问。
正向缓存通过从缓存提供数据来减少获取成功数据的时间。
它通过避免重复数据获取或处理来帮助节省资源。
存储成功的数据响应或结果。
常用于频繁访问的数据，如用户资料、产品详情。
对性能的影响