4 种数据库缓存最终一致性的优缺点对比？最终选择方案四！

Posted 2021-04-14 Java基基

做积极的人，而不是积极废人！

源码精品专栏

 

• 
  

• 
  

• 
  

来源：

• 背景
• 缓存是什么
• 为什么需要缓存
• 存在问题
• redis作为mysql缓存
• 总结

---

背景

缓存是软件开发中一个非常有用的概念，数据库缓存更是在项目中必然会遇到的场景。而缓存一致性的保证，更是在面试中被反复问到，这里进行一下总结，针对不同的要求，选择恰到好处的一致性方案。

缓存是什么

存储的速度是有区别的。缓存就是把低速存储的结果，临时保存在高速存储的技术。

如下面所示，金字塔更上面的存储，可以作为下面存储的缓存。

我们本次的讨论，主要针对数据库缓存场景，将以redis作为MySQL的缓存为案例来进行。

为什么需要缓存

存储如mysql通常支持完整的ACID特性，因为冗余，持久性等因素，性能普遍不高，高并发的查询会给mysql带来压力，造成数据库系统的不稳定。同时也容易产生衰减。性原理，80％请求会落到20％的景点数据上，在读多写少场景，增加一层缓存非常有助提升系统爆炸和健壮性。

存在问题

存储的数据转换时间可能会发生变化，而缓存中的数据将会另外。具体能量容忍的交替时间，需要具体业务具体分析，但是通常的业务，都需要做到最终一致。

redis作为mysql缓存

通常，开发模式中，都会使用mysql作为存储，而redis作为缓存，加速和保护mysql。但是，当mysql数据更新之后，redis保持同步呢。

强一致性同步成本太高，如果追求强一致，那么没必要用缓存了，直接用mysql即可。通常考虑的，都是最终一致性。

解决方案

方案一

这种方式实现简单，但相邻的时间会很长。如果读请求非常交替，且过期时间比较长，则产生很多长期的脏数据。通过密钥的过期时间，mysql更新时，redis不更新。

优点：

• 开发成本低，易于实现；
• 管理成本低，出问题的概率会比较小。

不足

• 完全依赖过期时间，时间太短容易重新存储重复，太长容易有连续更新延迟（交替）

方案二

在方案一的基础上扩展，通过密钥的过期时间兜底，并且，在更新mysql时，同时更新redis。

同时更新redis

优点

• 相对方案一，更新延迟更小。

不足

• 如果更新mysql成功，更新redis却失败，就退化到了方案一；
• 在高并发场景，业务服务器需要和mysql，redis同时进行连接。这样是损耗双倍的连接资源，容易造成连接数过多的问题。

方案三

针对方案二的同步写redis进行优化，增加消息数量，将redis更新操作交给kafka，由消息校准保证可靠性，再构建一个消费服务，来异步更新redis。

优点

• 消息本身可以用一个句柄，很多消息上下文客户端还支持本地缓存发送，有效解决了方案二连接数过多的问题；
• 使用消息类别，实现了逻辑上的解耦；
• 消息本身具有可靠性，通过手动提交等手段，可以至少一次消费到redis。

不足

• 依旧解决不了预定性问题，如果多台业务服务器分别处理针对同一行数据的两个请求，举个栗子，a = 1；a = 5 ;，如果mysql中是第一条先执行，而进入kafka的顺序是第二条先执行，那么数据就会产生额外。
• 约会了消息数量，同时要增加服务消费消息，成本较高。

方案四

通过订阅binlog来更新redis，把我们构建的消费服务，作为mysql的一个奴隶，订阅binlog，解析出更新内容，再更新到redis。

优点

• 在mysql压力不大情况下，连续降低；
• 和业务完全解压缩；
• 解决了逐步性问题。

缺点

• 要单独建造一个同步服务，并且约会binlog同步机制，成本降低。

总结

方案选型

1. 首先确认产品上对延迟性的要求，如果要求极高，且数据有可能变化，别用缓存。
2. 通常来说，方案1就够了，笔者咨询过4，5个团队，基本都是用方案1，因为能用缓存方案，通常是读多写少场景，同时业务上对重复具有一定的包容性。方案1没有开发成本，其实比较实用。
3. 如果想增加更新时的即时性，就选择方案2，不过没必要做重试保证之类的。
4. 方案3，方案4针对于对延迟要求比较高业务，一个是推模式，一个是拉模式，而方案4需要更强的可靠性，既然都愿意花功夫做处理消息的逻辑，不如一步到位，用方案4。

摘要

一般情况，方案1够用。若延迟要求高，直接选择方案4。如果是面试场景，从简单讲到复杂，面试官会一步一步追问，咱们就一点点推导，宾主尽欢。

---

---

已在知识星球更新源码解析如下：

最近更新《芋道 SpringBoot 2.X 入门》系列，已经 20 余篇，覆盖了 MyBatis、Redis、MongoDB、ES、分库分表、读写分离、SpringMVC、Webflux、权限、WebSocket、Dubbo、RabbitMQ、RocketMQ、Kafka、性能测试等等内容。

提供近 3W 行代码的 SpringBoot 示例，以及超 4W 行代码的电商微服务项目。