После обновления строки приложение записывает новое значение в кэш. Изредка в кэше навсегда остаётся устаревшее значение. Что происходит и как правильно?

Последовательность такая: читатель промахнулся мимо кэша и прочитал строку из базы; в этот момент писатель обновил базу и записал новое значение в кэш; после этого читатель, наконец, записывает своё — устаревшее — значение поверх. База и кэш меняются независимо, общего порядка между ними нет, поэтому такая перестановка возможна всегда, просто окно мало и проявляется редко. Практическое правило: после изменения ключ удаляют, а не перезаписывают. Удаление идемпотентно, не зависит от порядка и не способно положить старое значение, а следующий читатель просто сходит в базу. Полностью гонку это не исключает, поэтому время жизни оставляют даже при явной инвалидации, ограничивая ущерб; для критичных данных ключ версионируют отметкой времени изменения или инвалидируют по журналу изменений базы, что происходит гарантированно после коммита. Вытеснение и формат сериализации к описанному симптому отношения не имеют, а считать это нормой нельзя: значение залипает до истечения времени жизни, а при бесконечном сроке — навсегда.