Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?解決方案分享

青灯夜游
發布: 2022-03-15 11:20:18
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Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?本篇文章就來跟大家分享解決快取雙寫不一致問題的方法,希望能夠給大家幫忙!

Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?解決方案分享

redis、mysql雙寫快取不一致:

Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?解決方案分享

但是在更新快取方面,對於更新完資料庫,是更新快取呢,還是刪除快取。 又或是先刪除緩存,再更新資料庫,其實大家存在很大的爭議。 目前沒有一篇全面的博客,對這幾種方案進行解析。於是部落客戰戰兢兢,頂著被大家噴的風險,寫了這篇文章。

正文

給快取資料設定過期時間

先做一個說明,從理論上來說,給快取設置過期時間,是確保最終一致性的解決方案。這種方案下,我們可以對存入快取的資料設定過期時間,所有的寫入操作以資料庫為準,對快取操作只是盡力即可。也就是說如果資料庫寫成功,快取更新失敗,那麼只要到達過期時間,則後面的讀取請求自然會從資料庫讀取新值然後回填快取。因此,接下來討論的思路不依賴給快取設定過期時間這個方案。

在這裡,我們先討論三種更新策略

  1. 先更新資料庫,再更新快取
  2. 先刪除緩存,再更新資料庫
  3. 先更新資料庫,再刪除快取

先更新資料庫,再更新快取

這套方案,大家普遍反對。為什麼呢?有以下兩點:

  • 原因一(線程安全角度)

(1)線程A更新了資料庫
(2)線程B更新了資料庫
(3)線程B更新了快取
(4)線程A更新了快取

這就出現請求A更新快取應該比請求B更新快取早才對,但是因為網路等原因, B卻比A更早更新了快取。這就導致了髒數據,因此不考慮。

  • 原因二(業務場景角度)

(1)如果你是一個寫資料庫場景比較多,而讀資料場景比較少的業務需求,採用這種方案就會導致,資料壓根還沒讀到,快取就被頻繁的更新,浪費效能。

(2)如果你寫入資料庫的值,並不是直接寫入快取的,而是要經過一連串複雜的計算再寫入快取。那麼,每次寫入資料庫後,都再次計算寫入快取的值,無疑是浪費效能的。顯然,刪除快取更適合。

先刪除緩存,再更新資料庫

該方案會導致不一致原因是。同時一個請求A進行更新操作,另一個請求B進行查詢操作。那麼就會出現如下情形:

(1)請求A進行寫入操作,刪除快取
(2)請求B查詢發現快取不存在
(3)請求B去資料庫查詢得到舊值
(4)請B將舊值寫入快取
(5)請求A將新值寫入資料庫

上述情況就會導致不一致的情形出現。而且,如果不採用給快取設定過期時間策略,該資料永遠都是髒資料。

那麼,要如何解決呢?採用延時雙刪策略

快取延時雙刪

public class CacheServiceImpl implements ICacheService {

    @Resource
    private RedisOperator redisOperator;
    
    @Autowired
    private IShopService shopService;

    //1. 采用延时双删,解决数据库和缓存的一致性
    @Override
    public void updateHotCount(String id) {
        try {
            //删除缓存
            redisOperator.del("redis_key_" + id);
            //更新数据库
            shopService.updataHotShop();
            Thread.sleep(1000);//休眠1秒
            //延时删除
            redisOperator.del("redis_key_" + id);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

    @Override
    public Integer getHotCount(String id) {
        return null;
    }}
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解釋:

    ##先淘汰快取
  1. 再寫資料庫
  2. 休眠1秒,再淘汰快取(
  3. 這麼做,可以將1秒內所造成的快取髒數據,再刪除。

#針對上面的情形,讀者應該自行評估自己的專案的讀取資料業務邏輯的耗時。然後寫資料的休眠時間則在讀取資料業務邏輯的耗時基礎上,加幾百ms即可。這麼做的目的,就是確保讀取請求結束,寫入請求可以刪除讀取請求造成的快取髒資料。

如果資料庫採用了讀寫分離架構,那麼辦? 主庫負責寫入操作,從庫負責讀取操作

ok,在這種情況下,造成資料不一致的原因如下,還是兩個請求,一個請求A進行更新操作,另一個請B進行查詢操作。

(1)請求A進行寫入操作,刪除緩存,請求A把資料寫入主庫,還沒開始同步從庫

(2)(1s內)請求B查詢緩存,沒有發現緩存,請求B去從庫查詢,這時還沒有完成主從同步,查到是舊值,並且把舊值寫入緩存。

(3)主庫完成主從同步,從庫變成新值

上述流程,就是資料不一致問題,也使用雙刪延時策略。只是,睡眠時間修改為在主從同步的延時時間基礎之上,加幾百ms

採用這種同步淘汰策略,吞吐量降低怎麼辦?

ok,那就將第二次刪除當作非同步的。自己起一個線程,非同步刪除。這樣,寫的請求就不用沉睡一段時間後了,再回來。這麼做,加大吞吐量。

第二次刪除,如果刪除失敗怎麼辦?

這是個非常好的問題,因為第二次刪除失敗,就會出現如下情形。還是有兩個請求,一個請求A進行更新操作,另一個請求B進行查詢操作,為了方便,假設是單庫:

(1)請求A進行寫入操作,刪除快取
( 2)請求B查詢發現快取不存在
(3)請求B去資料庫查詢得到舊值
(4)請求B將舊值寫入快取
(5)請求A將新值寫入資料庫
(6)請求A試圖去刪除請求B寫入對快取值,結果失敗了。

ok,這也就是說。如果第二次刪除快取失敗,會再次出現快取和資料庫不一致的問題。

如何解決呢?

具體解決方案,且看部落客對第先更新資料庫,再刪除快取種更新策略的解析。

刪除快取重試機制

不管是延時雙刪還是Cache-Aside的先操作資料庫再刪除快取,都可能存在第二步驟的刪除快取失敗,導致的資料不一致問題。可以使用這個方案優化:刪除失敗就多刪除幾次呀,保證刪除快取成功就可以了呀~ 所以可以引入刪除快取重試機制

Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?解決方案分享

  1. #(1)更新資料庫資料;
    (2)快取因為種種問題刪除失敗
    (3)將需要刪除的key傳送至訊息佇列
    (4)自己消費訊息,取得需要刪除的key
    (5)繼續重試刪除操作,直到成功

然而,該方案有一個缺點,對業務線程式碼造成大量的侵入。於是有了方案二,在方案二中,啟動一個訂閱程式去訂閱資料庫的binlog,取得需要操作的資料。在應用程式中,另起一段程序,獲得這個訂閱程序傳來的信息,進行刪除快取操作。

讀取biglog非同步刪除快取

Redis、MySQL快取雙寫不一致怎麼辦?解決方案分享

#流程如下圖所示:

(1)更新資料庫資料
(2)資料庫會將操作資訊寫入binlog日誌當中
(3)訂閱程式擷取所需的資料以及key
(4)另起一段非業務程式碼,取得該資訊
(5)嘗試刪除快取操作,發現刪除失敗
(6)將這些資訊傳送至訊息佇列
(7)重新從訊息佇列中取得該數據,重試操作。

備註說明:上述的訂閱binlog程式在mysql中有現成的中間件**叫canal,**可以完成訂閱binlog日誌的功能。至於oracle中,部落客目前不知道有沒有現成中間件可以使用。另外,重試機制,部落客是採用的是訊息佇列的方式。如果對一致性要求不是很高,直接在程式中另起一個線程,每隔一段時間去重試即可,這些大家可以靈活自由發揮,只是提供一個思路。

本文其實是對目前網路中已有的一致性方案,做了一個總結。對於先刪緩存,再更新資料庫的更新策略,還有方案提出維護一個內存隊列的方式,博主看了一下,覺得實現異常複雜,沒有必要,因此沒有必要在文中給出。最後,希望大家有所收穫。

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來源:jianshu.com
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