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当系统将数据写入缓存时，缓存还必须在某一时刻将这些数据写入后端存储设备。缓存将数据写入后端存储设备的时机是由缓存写入策略所控制的。
缓存具有两种基本的写入方式：
直写式（Write Through）：将数据同步写入缓存和后端存储设备。
回写式（Write Back）（也叫做后写式）：首先，将数据写入缓存。然后，缓存会延缓将这些数据写入至后端存储设备，直到缓存块包含的数据即将被新的数据修改/替换。
回写式缓存是更加难以实现的，因为它需要跟踪必须覆盖的缓存位置，并且将它们标记为脏块，稍后才能将其中的数据写入至后端存储设备。只有当回收脏块的缓存空间时，脏块中的数据才会回写至后端存储设备，这种行为被称为懒写入。因为这个原因，所以回写式缓存的每次读取未命中（Read Miss）（此时会将某个缓存块替换为另一个缓存块）经常需要访问两次内存才能满足要求：第一次，将被替换的数据从缓存回写至存储设备；第二次，获取需要的数据。
其他策略也有可能触发数据回写。客户端可能会大量修改缓存中的数据，然后会显式地通知缓存将数据回写至后端存储设备。
写入操作不会返回任何数据，因此有两种方式可以应对写入未命中（Write Miss）的情况：
写分配（Write Allocate）：也叫做写时获取（Fetch On Write）。这种方式会将发生写入未命中的地址中的数据加载至缓存，然后执行写入命中（Write Hit）操作。通过这种方式，写入未命中就会类似于读取未命中。
无写分配（No Write Allocate）：也叫做写不分配（Write No Allocate）或写附近（Write Around）。这种方式不会将发生写入未命中的地址中的数据加载至缓存，而是直接将这些数据写入至后端存储设备。通过这种方式，只有读取操作才会被缓存。
直写式策略和回写式策略都可以使用上述两种写入未命中策略，但是它们通常可以成对使用，如下所示：
回写式缓存会使用写分配策略，期望对相同的位置进行后续的写入操作（或读取操作），此时的数据已经缓存。读取和写入的流程，如下图所示：
回写式缓存的写分配策略
直写式缓存会使用无写分配策略。此处，后续的写入操作不会有任何性能改善，因为它们仍然需要将数据直接写入至后端存储设备。读取和写入的流程，如下图所示：
直写式缓存的无写分配策略
除了缓存之外的其他实体也有可能会修改后端存储设备中的数据，这就导致缓存中的数据拷贝可能会过期或者陈旧。或者，当客户端更新缓存中的数据时，这些数据在其他缓存中的拷贝，也会变得陈旧。缓存管理器之间的通信协议能够保证多个缓存之间的数据一致性，这种协议称为缓存一致性协议。