redis系列之数据库与缓存数据一致性解决方案

Posted 2020-12-19 Code2020

场景一

一般来说，只要你用到了缓存，不管是Redis还是memcache，就可能会涉及到数据库缓存与数据的一致性问题，这里我们以Redis为例。

我们该如何保证Redis与数据库的一致性呢？

 So easy：

• 更新的时候，先更新数据库，然后再删除缓存。
• 读的时候，先读缓存；如果没有的话，就读数据库，同时将数据放入缓存，并返回响应。

乍一看，一致性问题貌似很好的得到了解决。但仔细一想，你会发现还是有问题：如果先更新了数据库，删除缓存的时候失败了怎么办？那么数据库中是新数据，缓存中是老数据，数据出现不一致了。

改进方案：

先删除缓存，后更新数据库。因为即使后面更新数据库失败了，缓存是空的，读的时候会从数据库中重新拉，虽然都是旧数据，但数据是一致的。

这种情况应该是先删除缓存，然后在更新数据库，如果删除缓存失败，那就不要更新数据库，如果说删除缓存成功，而更新数据库失败，那查询的时候只是从数据库里查了旧的数据而已，这样就能保持数据库与缓存的一致性。

所以方案就变成了：

• 更新的时候，先删除缓存，然后再更新数据库。
• 读的时候，先读缓存；如果没有的话，就读数据库，同时将数据放入缓存，并返回响应。

场景二

在高并发的情况下，如果当删除完缓存的时候，这时去更新数据库，但还没有更新完，另外一个请求来查询数据，发现缓存里没有，就去数据库里查，还是以上面商品库存为例，如果数据库中产品的库存是100，那么查询到的库存是100，然后插入缓存，插入完缓存后，原来那个更新数据库的线程把数据库更新为了99，导致数据库与缓存不一致的情况

场景二解决方案

遇到这种情况，可以用队列的去解决这个问，创建几个队列，如20个，根据商品的ID去做hash值，然后对队列个数取摸，当有数据更新请求时，先把它丢到队列里去，当更新完后在从队列里去除，如果在更新的过程中，遇到以上场景，先去缓存里看下有没有数据，如果没有，可以先去队列里看是否有相同商品ID在做更新，如果有也把查询的请求发送到队列里去，然后同步等待缓存更新完成。
这里有一个优化点，如果发现队列里有一个查询请求了，那么就不要放新的查询操作进去了，用一个while（true）循环去查询缓存，循环个200MS左右，如果缓存里还没有则直接取数据库的旧数据，一般情况下是可以取到的。

 

在高并发下解决场景二要注意的问题
（1）读请求时长阻塞
 由于读请求进行了非常轻度的异步化，所以一定要注意读超时的问题，每个读请求必须在超时间内返回，该解决方案最大的风险在于可能数据更新很频繁，导致队列中挤压了大量的更新操作在里面，然后读请求会发生大量的超时，最后导致大量的请求直接走数据库，像遇到这种情况，一般要做好足够的压力测试，如果压力过大，需要根据实际情况添加机器。
（2）请求并发量过高
 这里还是要做好压力测试，多模拟真实场景，并发量在最高的时候QPS多少，扛不住就要多加机器，还有就是做好读写比例是多少
（3）多服务实例部署的请求路由
可能这个服务部署了多个实例，那么必须保证说，执行数据更新操作，以及执行缓存更新操作的请求，都通过nginx服务器路由到相同的服务实例上
（4）热点商品的路由问题，导致请求的倾斜
某些商品的读请求特别高，全部打到了相同的机器的相同丢列里了，可能造成某台服务器压力过大，因为只有在商品数据更新的时候才会清空缓存，然后才会导致读写并发，所以更新频率不是太高的话，这个问题的影响并不是很大，但是确实有可能某些服务器的负载会高一些。