Redis与MySQL双写一致性怎么保证

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这篇文章主要介绍了 Redis 与 MySQL 双写一致性怎么保证的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇 Redis 与 MySQL 双写一致性怎么保证文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

谈谈一致性

一致性就是数据保持一致,在分布式系统中,可以理解为多个节点中数据的值是一致的。

强一致性:这种一致性级别是最符合用户直觉的,它要求系统写入什么,读出来的也会是什么,用户体验好,但实现起来往往对系统的性能影响大

弱一致性:这种一致性级别约束了系统在写入成功后,不承诺立即可以读到写入的值,也不承诺多久之后数据能够达到一致,但会尽可能地保证到某个时间级别(比如秒级别)后,数据能够达到一致状态

最终一致性:最终一致性是弱一致性的一个特例,系统会保证在一定时间内,能够达到一个数据一致的状态。这里之所以将最终一致性单独提出来,是因为它是弱一致性中非常推崇的一种一致性模型,也是业界在大型分布式系统的数据一致性上比较推崇的模型

三个经典的缓存模式

缓存可以提升性能、缓解数据库压力,但是使用缓存也会导致数据不一致性的问题。一般我们是如何使用缓存呢?有三种经典的缓存模式:

Cache-Aside Pattern

Read-Through/Write through

Write behind

Cache-Aside Pattern

Cache-Aside Pattern,即旁路缓存模式,它的提出是为了尽可能地解决缓存与数据库的数据不一致问题。

Cache-Aside 读流程

Cache-Aside Pattern 的读请求流程如下:

读的时候,先读缓存,缓存命中的话,直接返回数据

缓存没有命中的话,就去读数据库,从数据库取出数据,放入缓存后,同时返回响应。

Cache-Aside 写流程

Cache-Aside Pattern 的写请求流程如下:

更新的时候,先更新数据库,然后再删除缓存。

Read-Through/Write-Through(读写穿透)

Read/Write Through 模式中,服务端把缓存作为主要数据存储。应用程序跟数据库缓存交互,都是通过抽象缓存层完成的。

Read-Through

Read-Through 的简要流程如下

从缓存读取数据,读到直接返回

如果读取不到的话,从数据库加载,写入缓存后,再返回响应。

这个简要流程是不是跟 Cache-Aside 很像呢?其实 Read-Through 就是多了一层 Cache-Provider,流程如下:

Read-Through 实际只是在 Cache-Aside 之上进行了一层封装,它会让程序代码变得更简洁,同时也减少数据源上的负载。

Write-Through

Write-Through 模式下,当发生写请求时,也是由缓存抽象层完成数据源和缓存数据的更新, 流程如下:

Write behind(异步缓存写入)

Write behind 跟 Read-Through/Write-Through 有相似的地方,都是由 Cache Provider 来负责缓存和数据库的读写。它两又有个很大的不同:Read/Write Through 是同步更新缓存和数据的,Write Behind 则是只更新缓存,不直接更新数据库,通过批量异步的方式来更新数据库。

这种方式下,缓存和数据库的一致性不强,对一致性要求高的系统要谨慎使用。但是它适合频繁写的场景,MySQL 的 InnoDB Buffer Pool 机制就使用到这种模式。

操作缓存的时候,删除缓存呢,还是更新缓存?

一般业务场景,我们使用的就是 Cache-Aside 模式。
有些小伙伴可能会问,Cache-Aside 在写入请求的时候,为什么是删除缓存而不是更新缓存呢?

我们在操作缓存的时候,到底应该删除缓存还是更新缓存呢?我们先来看个例子:

线程 A 先发起一个写操作,第一步先更新数据库

线程 B 再发起一个写操作,第二步更新了数据库

由于网络等原因,线程 B 先更新了缓存

线程 A 更新缓存。

这时候,缓存保存的是 A 的数据(老数据),数据库保存的是 B 的数据(新数据),数据不一致了,脏数据出现啦。如果是删除缓存取代更新缓存则不会出现这个脏数据问题。

更新缓存相对于删除缓存,还有两点劣势:

如果你写入的缓存值,是经过复杂计算才得到的话。更新缓存频率高的话,就浪费性能啦。

在写数据库场景多,读数据场景少的情况下,数据很多时候还没被读取到,又被更新了,这也浪费了性能呢 (实际上,写多的场景,用缓存也不是很划算了)

双写的情况下,先操作数据库还是先操作缓存?

Cache-Aside 缓存模式中,有些小伙伴还是有疑问,在写入请求的时候,为什么是先操作数据库呢?为什么不先操作缓存呢?

假设有 A、B 两个请求,请求 A 做更新操作,请求 B 做查询读取操作。

线程 A 发起一个写操作,第一步 del cache

此时线程 B 发起一个读操作,cache miss

线程 B 继续读 DB,读出来一个老数据

然后线程 B 把老数据设置入 cache

线程 A 写入 DB 最新的数据

酱紫就有问题啦,缓存和数据库的数据不一致了。缓存保存的是老数据,数据库保存的是新数据。因此,Cache-Aside 缓存模式,选择了先操作数据库而不是先操作缓存。

缓存延时双删

有些小伙伴可能会说,不一定要先操作数据库呀,采用缓存延时双删策略就好啦?什么是延时双删呢?

先删除缓存

再更新数据库

休眠一会(比如 1 秒),再次删除缓存。

这个休眠一会,一般多久呢?都是 1 秒?

这个休眠时间 =   读业务逻辑数据的耗时 + 几百毫秒。为了确保读请求结束,写请求可以删除读请求可能带来的缓存脏数据。

删除缓存重试机制

不管是延时双删还是 Cache-Aside 的先操作数据库再删除缓存,如果第二步的删除缓存失败呢,删除失败会导致脏数据哦~

删除失败就多删除几次呀, 保证删除缓存成功呀~ 所以可以引入删除缓存重试机制

Redis 与 MySQL 双写一致性怎么保证

写请求更新数据库

缓存因为某些原因,删除失败

把删除失败的 key 放到消息队列

消费消息队列的消息,获取要删除的 key

重试删除缓存操作

读取 biglog 异步删除缓存

重试删除缓存机制还可以,就是会造成好多业务代码入侵。其实,还可以通过数据库的 binlog 来异步淘汰 key。

Redis 与 MySQL 双写一致性怎么保证

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。

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