高并发先操作数据库，还是先操作缓存？5 个方案告诉你！

Posted 2021-09-04 Java技术栈

转自公众号：捡田螺的小男孩

前言

在分布式系统中，缓存和数据库同时存在时，如果有写操作的时候，先操作数据库还是先操作缓存呢？

先思考一下，可能会存在哪些问题，再往下看。下面我分几种方案阐述。

缓存维护方案一

假设有一写（线程A）一读（线程B）操作，先操作缓存，在操作数据库，如下流程图所示

1）线程A发起一个写操作，第一步del cache

2）线程A第二步写入新数据到DB

3）线程B发起一个读操作，cache miss，

4）线程B从DB获取最新数据

5）请求B同时set cache

这样看，没啥问题。我们再看第二个流程图，如下：

1）线程A发起一个写操作，第一步del cache

2）此时线程B发起一个读操作，cache miss

3）线程B继续读DB，读出来一个老数据

4）然后老数据入cache

5）线程A写入了最新的数据

OK，酱紫，就有问题了吧，老数据入到缓存了，每次读都是老数据啦，缓存与数据与数据库数据不一致。

缓存维护方案二

双写操作，先操作缓存，在操作数据库。

1）线程A发起一个写操作，第一步set cache

2）线程A第二步写入新数据到DB

3）线程B发起一个写操作，set cache，

4）线程B第二步写入新数据到DB

这样看，也没啥问题。，但是有时候可能事与愿违，我们再看第二个流程图，如下:

1）线程A发起一个写操作，第一步set cache

2）线程B发起一个写操作，第一步setcache

3）线程B写入数据库到DB

4）线程A写入数据库到DB

执行完后，缓存保存的是B操作后的数据，数据库是A操作后的数据，缓存和数据库数据不一致。

缓存维护方案三

一写（线程A）一读（线程B）操作，先操作数据库，再操作缓存。

1）线程A发起一个写操作，第一步write DB

2）线程A第二步del cache

3）线程B发起一个读操作，cache miss

4）线程B从DB获取最新数据

5）线程B同时set cache

这种方案没有明显的并发问题，但是有可能步骤二删除缓存失败，虽然概率比较小，优于方案一和方案二，平时工作中也是使用方案三。

综上对比，我们一般采用方案三，但是有没有完美全解决方案三的弊端的方法呢？

缓存维护方案四

这个是方案三的改进方案，都是先操作数据库再操作缓存，我们来看一下流程图：

通过数据库的binlog来异步淘汰key，以mysql为例，可以使用阿里的canal将binlog日志采集发送到MQ队列里面，然后通过ACK机制确认处理 这条更新消息，删除缓存，保证数据缓存一致性。

但是呢还有个问题，如果是主从数据库呢？

缓存维护方案五

主从DB问题：因为主从DB同步存在同时延时时间如果删除缓存之后，数据同步到备库之前已经有请求过来时，会从备库中读到脏数据，如何解决呢？

解决方案如下流程图：

缓存维护总结

综上所述，在分布式系统中，缓存和数据库同时存在时，如果有写操作的时候，先操作数据库，再操作缓存。如下：

（1）读取缓存中是否有相关数据

（2）如果缓存中有相关数据value，则返回

（3）如果缓存中没有相关数据，则从数据库读取相关数据放入缓存中key->value，再返回

（4）如果有更新数据，则先更新数据，再删除缓存

（5）为了保证第四步删除缓存成功，使用binlog异步删除

（6）如果是主从数据库，binglog取自于从库

（7）如果是一主多从，每个从库都要采集binlog，然后消费端收到最后一台binlog数据才删除缓存

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