码迷,mamicode.com
首页 > 数据库 > 详细

Redis缓存与数据库数据一致性

时间:2019-09-21 12:57:34      阅读:86      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:简单   单表   blank   例子   targe   表单   lan   时间差   一个   

转自:https://blog.kido.site/2018/11/24/db-and-cache-preface/

方案一

写流程:先删除缓存,删除之后再更新DB,再异步将数据刷回缓存。如果先更新数据库再更新缓存,更新数据库时,程序访问缓存时还是旧的数据。

读流程:先读缓存,如果缓存没读到,则去读DB,之后再异步将数据刷回缓存。

缺点

容灾不足

第一步DEL缓存失败’,如果继续执行,那么从’更新完DB’到异步’刷新缓存’缓存期间,数据处于滞后状态。而且如果缓存处于不可写状态,那么异步刷新那步也可能会失败,那缓存就会长期处于旧数据。

并发问题

写写并发:如果同时有多个服务器的多个线程进行’步骤1.2更新DB’,更新DB完成之后,它们就要进行异步刷缓存,多服务器的异步操作是无法保证顺序的,所以后面的刷新操作存在相互覆盖的并发问题,也就是说,存在先更新的DB操作,反而很晚才去刷新缓存,那这个时候,数据也是错的

读写并发:服务器A在进行’读操作’,在A服务器刚完成2.2时,服务器B在进行’写操作’,假设B服务器1.3完成之后,服务器A的1.3才被执行,这个时候就相当于更新前的老数据写入缓存,最终数据还是错的。

方案二

方案一 一个比较大的缺陷在于刷新缓存有可能会失败,而失败之后缓存中数据就一直会处于错误状态,所以它并不能保证数据的最终一致性”为了保证“数据最终一致性”,我们引入binlog,通过解析binlog来刷新缓存,这样即使刷新失败,依然可以进行日志回放,再次刷新缓存。

写流程:

第一步先删除缓存,删除之后再更新DB,我们监听从库(资源少的话主库也ok)的binlog,通过分析binlog我们解析出需要需要刷新的数据,然后读主库把最新的数据写入缓存。

这里需要提一下:最后刷新前的读主库或者读从库,甚至不读库直接通过binlog解析出需要的数据都是ok的,这由业务决定,比如刷新的数据只是表的一行,那直接通过binlog就完全能解析出来;然而如果需要刷新的数据来自多行,多张表,甚至多个库的话,那就需要读主库或是从库才行

读流程:

第一步先读缓存,如果缓存没读到,则去读DB,之后再异步将数据刷回缓存

技术图片

 

 

 

 

优点:

容灾 写步骤1.4或1.5 如果失败,可以进行日志回放,再次重试。无论步骤1.1是否删除成功,后续的刷新操作是有保证的。

缺点:

只适合简单业务(每次需要刷新的数据,都来自单表单行),复杂业务容易发生并发问题。

为什么复杂业务就不行呢?我举个例子
我们假设 一个订单 = A表信息 + B表信息

技术图片

 

由于A表先变化,经过1,2,3步后,线程1获取了A’B (A表是新数据,B表的老数据),当线程1还没来得及刷新缓存时,并发发生了:

此时,B表发生了更新,经过4,5,6,7将最新的数据A’B’写入缓存,此时此刻缓存数据是符合要求的。

但是,后来线程1进行了第8步,将A’B写入数据,使得缓存最终结果 与 DB 不一致。

缺点1的改进

  • 针对单库多表单次更新的改进:利用事务

技术图片

 

当AB表的更新发生在一个事务内时,不管线程1、线程2如何读取,他们都能获取两张表的最新数据,所以刷新缓存的数据都是符合要求的。

但是这种方案具有局限性:那就是只对单次更新有效,或者说更新频率低的情况下才适应,比如我们并发的单独更新C表,并发问题依然会发生。

所以这种方案只针对多表单次更新的情况。

  • 针对多表多次更新的改进:增量更新

技术图片

 

 

每张表的更新,在同步缓存时,只获取该表的字段覆盖缓存。

这样,线程1,线程2总能获取对应表最新的字段,而且Databus对于同表同行会以串行的形式通知下游,所以能保证缓存的最终一致性。

这里有一点需要提一下:更新“某张表多行记录“时,这个操作要在一个事务内,不然并发问题依然存在,正如前面分析的

 依然是并发问题

即使对于缺点1我们提出了改进方案,虽然它解决了部分问题,但在极端场景下依然存在并发问题。
这个场景,就是缓存中没有数据的情况:

  • 读的时候,缓存中的数据已失效,此时又发生了更新
  • 数据更新的时候,缓存中的数据已失效,此时又发生了更新

这个时候,我们在上面提到的“增量更新”就不起作用了,我们需要读取所有的表来拼凑出初始数据,那这个时候又涉及到读所有表的操作了,那我们在缺点1中提到的并发问题会再次发生

 

适合使用的场景:业务简单,读写QPS比较低的情况。
这个方案优缺点都比较明显,binlog用来刷新缓存是一个很棒的选择,它天然的顺序性用来做同步操作很具有优势;其实它的并发问题来自于Canal 或 Databus。拿Databus来说,由于不同行、表、库的binlog的消费并不是时间串行的,那怎么解决这个问题呢。

方案三:

问题就来自于“读数据库” + “写缓存” 之间的交错并发,那怎么来避免呢?
有一个方法就是:串行化,我们利用MQ将所有“读数据库” + “写缓存”的步骤串行化

写流程:

第一步先删除缓存,删除之后再更新DB,我们监听从库(资源少的话主库也ok)的binlog,通过分析binlog我们解析出需要需要刷新的数据标识,然后将数据标识写入MQ,接下来就消费MQ,解析MQ消息来读库获取相应的数据刷新缓存。

关于MQ串行化,大家可以去了解一下 Kafka partition 机制 ,这里就不详述了

读流程:

第一步先读缓存,如果缓存没读到,则去读DB,之后再异步将数据标识写入MQ(这里MQ与写流程的MQ是同一个),接下来就消费MQ,解析MQ消息来读库获取相应的数据刷新缓存。

技术图片

 

优点

容灾完善

写流程容灾分析

  • 写1.1 DEL缓存失败:没关系,后面会覆盖
  • 写1.4 写MQ失败:没关系,Databus或Canal都会重试
  • 消费MQ的:1.5 || 1.6 失败:没关系,重新消费即可

读流程容灾分析

  • 读2.3 异步写MQ失败:没关系,缓存为空,是OK的,下次还读库就好了

无并发问题

这个方案让“读库 + 刷缓存”的操作串行化,这就不存在老数据覆盖新数据的并发问题了。

 方案四

在前一个方案的基础上实现“强一致性”

强一致性,包含两种含义:

  • 缓存和DB数据一致
  • 缓存中没有数据(或者说:不会去读缓存中的老版本数据)

首先我们来分析一下,既然已经实现了“最终一致性”,那它和“强一致性”的区别是什么呢?没错,就是“时间差”,所以:

“最终一致性方案” + “时间差” = “强一致性方案”

那我们的工作呢,就是加上时间差,实现方式:我们加一个缓存,将近期被修改的数据进行标记锁定。读的时候,标记锁定的数据强行走DB,没锁定的数据,先走缓存

 技术图片

 

Redis缓存与数据库数据一致性

标签:简单   单表   blank   例子   targe   表单   lan   时间差   一个   

原文地址:https://www.cnblogs.com/dingpeng9055/p/11562261.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!