Redis - Redis緩存和Mysql數據庫如何保證數據一致性


一、緩存和數據庫一致性問題

讀取緩存步驟一般沒有什么問題,但是一旦涉及到數據更新:數據庫和緩存更新,就容易出現緩存(Redis)和數據庫(MySQL)間的數據一致性問題。因為寫和讀是並發的,沒法保證順序,就會出現緩存和數據庫的數據不一致的問題

無論是“先刪除緩存,再寫庫”,還是“先寫MySQL數據庫,再刪除Redis緩存”,都有可能出現數據不一致的情況

  • “先刪除緩存,再寫庫” -- 如果刪除了緩存Redis,還沒有來得及寫庫MySQL,另一個線程就來讀取,發現緩存為空,則去數據庫中讀取數據寫入緩存,此時緩存中為臟數據
  • “先寫MySQL數據庫,再刪除Redis緩存” -- 如果先寫了庫,在刪除緩存前,寫緩存的線程宕機了,沒有刪除掉緩存,則也會出現數據不一致情況

 

 

二、解決方案1:采用延時雙刪策略

在寫庫前后都進行redis.del(key)操作,並且設定合理的超時時間。具體的步驟就是:

  1. 先刪除緩存
  2. 再寫數據庫 -- 在1步驟后,2步驟前,可能有“讀”請求因緩存未命中,讀到臟數據,再次將臟數據存入緩存
  3. 休眠500毫秒
  4. 再次刪除緩存 -- 刪除可能在1-2步之間,被存入的臟數據
public void write(String key,Object data){ 
    redis.delKey(key); 
    db.updateData(data); 
    Thread.sleep(500); 
    redis.delKey(key); 
}

 

2.1 休眠的500毫秒怎么確定的?具體該休眠多久呢?

需要評估自己的項目的讀數據業務邏輯的耗時。這么做的目的,就是確保讀請求結束,寫請求可以刪除讀請求造成的緩存臟數據。當然這種策略還要考慮redis和數據庫主從同步的耗時。最后的的寫數據的休眠時間:則在讀數據業務邏輯的耗時基礎上,加幾百ms即可。比如:休眠1秒

 

2.2 最終一致性的解決方案 - 設置緩存過期時間

從理論上來說,給緩存設置過期時間,是保證最終一致性的解決方案。所有的寫操作以數據庫為准,只要到達緩存過期時間,則后面的讀請求自然會從數據庫中讀取新值然后回填緩存。

 

2.3 弊端

結合雙刪策略+緩存超時設置,這樣最差的情況就是在超時時間內數據存在不一致,而且又增加了寫請求的耗時

 

 

三、解決方案2:異步更新緩存(基於訂閱binlog的同步機制)

3.1 技術整體思路

MySQL binlog增量訂閱消費+消息隊列+增量數據更新到redis

  • 讀Redis:熱數據基本都在Redis
  • 寫MySQL:增刪改都是操作MySQL
  • 更新Redis數據:MySQ的數據操作binlog,來更新到Redis

 

3.2 詳細步驟

a) Redis更新數據操作,主要分為兩大塊:

  • 一個是全量(將全部數據一次寫入到redis)
  • 一個是增量(實時更新)-- 這里的增量,指的是mysql的update、insert、delate變更數據

b) 讀取binlog后分析 ,利用消息隊列,推送更新各台的redis緩存數據。

  • 這樣一旦MySQL中產生了新的寫入、更新、刪除等操作,就可以把binlog相關的消息推送至Redis,Redis再根據binlog中的記錄,對Redis進行更新。
  • 其實這種機制,很類似MySQL的主從備份機制,因為MySQL的主備也是通過binlog來實現的數據一致性。
  • 這里可以結合使用canal(阿里的一款開源框架),通過該框架可以對MySQL的binlog進行訂閱,而canal正是模仿了mysql的slave數據庫的備份請求,使得Redis的數據更新達到了相同的效果。
  • 當然,這里的消息推送工具你也可以采用別的第三方:kafka、rabbitMQ等來實現推送更新Redis。

 


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