Redis缓存和MySQL数据一致性方案详解

Redis缓存和MySQL数据一致性方案详解

需求起因

在高并发的业务场景下,数据库大多数情况都是用户并发访问最薄弱的环节。所以,就需要使用redis做一个缓冲操作,让请求先访问到redis,而不是直接访问MySQL等数据库。

这个业务场景,主要是解决读数据从Redis缓存,一般都是按照下图的流程来进行业务操作。

Redis缓存和MySQL数据一致性方案详解

读取缓存步骤一般没有什么问题,但是一旦涉及到数据更新:数据库和缓存更新,就容易出现缓存(Redis)和数据库(MySQL)间的数据一致性问题

不管是先写MySQL数据库,再删除Redis缓存;还是先删除缓存,再写库,都有可能出现数据不一致的情况。举一个例子:

1.如果删除了缓存Redis,还没有来得及写库MySQL,另一个线程就来读取,发现缓存为空,则去数据库中读取数据写入缓存,此时缓存中为脏数据。

2.如果先写了库,在删除缓存前,写库的线程宕机了,没有删除掉缓存,则也会出现数据不一致情况。

因为写和读是并发的,没法保证顺序,就会出现缓存和数据库的数据不一致的问题。

如来解决?这里给出两个解决方案,先易后难,结合业务和技术代价选择使用。

 

缓存和数据库一致性解决方案

第一种方案:采用延时双删策略

在写库前后都进行redis.del(key)操作,并且设定合理的超时时间。

伪代码如下

public void write(String key,Object data){
 redis.delKey(key);
 db.updateData(data);
 Thread.sleep(500);
 redis.delKey(key);
 }

2.具体的步骤就是:

1)先删除缓存

2)再写数据库

3)休眠500毫秒

4)再次删除缓存

 

那么,这个500毫秒怎么确定的,具体该休眠多久呢?

需要评估自己的项目的读数据业务逻辑的耗时。这么做的目的,就是确保读请求结束,写请求可以删除读请求造成的缓存脏数据。

当然这种策略还要考虑redis和数据库主从同步的耗时。最后的的写数据的休眠时间:则在读数据业务逻辑的耗时基础上,加几百ms即可。比如:休眠1秒。

 

3.设置缓存过期时间

从理论上来说,给缓存设置过期时间,是保证最终一致性的解决方案。所有的写操作以数据库为准,只要到达缓存过期时间,则后面的读请求自然会从数据库中读取新值然后回填缓存。

 

4.该方案的弊端

结合双删策略 缓存超时设置,这样最差的情况就是在超时时间内数据存在不一致,而且又增加了写请求的耗时。

 

第二种方案:异步更新缓存(基于订阅binlog的同步机制)

1.技术整体思路:

MySQL binlog增量订阅消费 消息队列 增量数据更新到redis

1)读Redis:热数据基本都在Redis

2)写MySQL:增删改都是操作MySQL

3)更新Redis数据:MySQ的数据操作binlog,来更新到Redis

 

2.Redis更新

1)数据操作主要分为两大块:

  • 一个是全量(将全部数据一次写入到redis)
  • 一个是增量(实时更新)

这里说的是增量,指的是mysql的update、insert、delate变更数据。

2)读取binlog后分析 ,利用消息队列,推送更新各台的redis缓存数据。

这样一旦MySQL中产生了新的写入、更新、删除等操作,就可以把binlog相关的消息推送至Redis,Redis再根据binlog中的记录,对Redis进行更新。

其实这种机制,很类似MySQL的主从备份机制,因为MySQL的主备也是通过binlog来实现的数据一致性。

这里可以结合使用canal(阿里的一款开源框架),通过该框架可以对MySQL的binlog进行订阅,而canal正是模仿了mysql的slave数据库的备份请求,使得Redis的数据更新达到了相同的效果。

当然,这里的消息推送工具你也可以采用别的第三方:kafka、rabbitMQ等来实现推送更新Redis。

以上就是Redis和MySQL数据一致性详解,相关的MySQL数据库主从同步一致性可以参考:MySQL数据库主从同步的3种一致性方案实现,及优劣比较

作者简介

陈睿|mikechen,10年+大厂架构经验,大厂资深面试官,就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

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8 条回复 A文章作者 M管理员
  1. 前辈,第一个策略,删了redis的值再做数据库操作加睡眠可以懂,为什么还要再删一次呢,redis里面不是已经没了么。

    • 再删的意思是当心写的时候,前面又开始读了,如果没有读到会从数据库获取数据,于是有了脏数据。

    • 陈睿|mikechen

      前辈,我觉得,如果有新的业务来读,,读不到的时候,我觉得可以用select for update 加X锁,这样就会阻塞直到有delete 的那个事务完成,就不会有脏数据了

  2. 前辈,我觉得,先删数据库再删缓存没有问题,只不过,这个事务在最终commit前(缓存已经被删),如果有新的事务来读,这会儿读数据库用select for update 加X锁,这样就会阻塞直到上一个删除操作的事务提交完成,最终读出来就不会有脏数据了

  3. 怎么评论不了呢

  4. 我想咨询一个业务,例如秒杀涉及库存,我想基于Redis原子操作,然后根据Redis操作结果异步做DB数据更新。但是这样取决于Redis,假设Redis集群出现问题,DB的数据又不是最新的,会出现库存超出问题或者减少问题。
    您提供的第二种思路,我的疑惑点在读Redis,写Mysql这个是无法保证库存一致问题

  5. 我想咨询一个业务,例如秒杀涉及库存,我想基于Redis原子操作,然后根据Redis操作结果异步做DB数据更新。但是这样取决于Redis,假设Redis集群出现问题,DB的数据又不是最新的,会出现库存超出问题或者减少问题。
    您提供的第二种思路,我的疑惑点在读Redis,写Mysql这个是无法保证库存一致问题。

  6. 第二种方案其实就是先更新数据库,再删除缓存。这种方案“理论上”也会出现问题。
    1.缓存刚好失效。
    2.线程A查询发现缓存没有数据,就会去查询数据库,得到一个旧的值。
    3.线程B插入数据,binlog被解析后通知redis删除缓存。
    4.此时的线程A回来,将旧的值设置到缓存中,导致缓存中又是旧的值。