面试官：高并发场景下，你们是怎么保证数据的一致性的？

Posted 2021-08-11 程序员小濠

面试的时候，总会遇到这么一个场景。

1. 场景分析

面试官：你们的服务的QPS是多少？

我：我们的服务高峰期访问量还挺大的，大约是3万吧。

面试官：这么大的访问量，你们的服务器能撑住吗？有加缓存吗？

我：有的，我们使用了Redis做缓存，接口优先查询缓存，缓存不存在，才访问数据库。这样可以减少数据库访问压力，加快查询效率。

面试官：一份数据存储在两个地方，更新数据的时候，你们是怎么保证数据的一致性的？

看到了吧，好的面试官一般不直接问你数据一致性的解决方案，而是循循善诱，结合具体的使用场景，再问你解决方法。如果你没做过这方面，没有线上的实战经验，一般很难回答的有条理性、有思考性。

保证数据一致性，一般有这4种方法：

1. 先更新缓存，再更新数据库。
2. 先更新数据库，再更新缓存。
3. 先删除缓存，再更新数据库。
4. 先更新数据库，再删除缓存。

每种方案都详细的讨论一下：

2. 解决方案

2.1 先更新缓存，再更新数据库

如果同时来了两个并发写请求，执行过程是这样的：

1. 写请求1更新缓存，设置age为1
2. 写请求2更新缓存，设置age为2
3. 写请求2更新数据库，设置age为2
4. 写请求1更新数据库，设置age为1

执行结果就是，缓存里age被设置2，数据库里的age被设置成1，导致数据不一致，此方案不可行。

2.2 先更新数据库，再更新缓存

如果同时来了两个并发写请求，执行过程是这样的：

1. 写请求1更新数据库，设置age为1
2. 写请求2更新数据库，设置age为2
3. 写请求2更新缓存，设置age为2
4. 写请求1更新缓存，设置age为1

执行结果就是，数据库里age被设置2，缓存里的age被设置成1，导致数据不一致，此方案不可行。

2.3 先删除缓存，再更新数据库

如果同时来了两个并发读写请求，执行过程是这样的：

1. 写请求删除了缓存
2. 读请求查询缓存没数据，然后查询数据库，再把数据写到缓存中
3. 写请求更新数据库

执行结果是，缓存中是旧数据，而数据库里是新数据，导致数据不一致，此方案不可行。

2.4 先更新数据库，再删除缓存

这种方案，在并发写的时候，不会出问题。因为都是先更新数据库再删除缓存，不会出现不一致的情况。

但是在并发读写的时候，还是有可能出现数据不一致。

1. 读请求查询缓存没数据，然后查询数据库
2. 写请求更新数据库，删除缓存
3. 读请求回写缓存

执行结果是，缓存中是旧数据，而数据库里是新数据，导致数据不一致。

其实这种情况出现的概率很低，写缓存比写数据库快出几个量级，读写缓存都是内存操作，速度非常快。

遇到了这种极端场景，我们也需要做一下兜底方案，缓存都要设置过期时间。这种方案属于数据的弱一致性和最终一致性，而不是强一致性。

3. 总结与思考

有读者可能会好奇，为什么不在更新缓存和数据库方法上加上事务注解，实现强一致性，这么哪种方案都不会有问题。

是的，当我们的服务只在一台机器上，加本地事务是可行的。但是工作中，我们会把一个服务部署到几十台、上百台机器上，有时候为了应对更极端的查询请求，又在Redis缓存加一层本地缓存，这时候我们再用本地事务是不起作用的。

一份数据在多台机器上，存在多个副本，为了实现强一致性，我们也可以使用分布式事务。这样一来更新缓存操作将会变得非常复杂，得不偿失。

但是在另外的一些场景，比如更新订单状态、更新用户资产，这种场景，我们无论付出多大代价也要实现数据的强一致性，具体实现方案一般有以下几种：

1. 二阶段提交
2. TCC
3. 本地消息表
4. MQ事务消息
5. 分布式事务中间件

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