一、导致数据不一致的原因?

  1. 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;
  2. 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;
  3. 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 和 MySQL 如何保持数据一致性?-LMLPHP

二、缓存先后删除问题

1. 先删除缓存

        1)、如果先删除Redis缓存数据,然而还没有来得及写入MySQL,另一个线程就来读取;

        2)、这个时候发现缓存为空,则去Mysql数据库中读取旧数据写入缓存,此时缓存中为脏数据;

        3)、然后数据库更新后发现Redis和Mysql出现了数据不一致的问题。

2. 后删除缓存

        1)、如果先写了库,然后再删除缓存,不幸的写库的线程挂了,导致了缓存没有删除;

        2)、这个时候就会直接读取旧缓存,最终也导致了数据不一致情况;

        3)、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。

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三、解决方案

1. 延时双删策略

1). 基本思路

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). 具体步骤

  • 先删除缓存;
  • 再写数据库;
  • 休眠500毫秒;
  • 再次删除缓存。
  • 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). 设置缓存过期时间是关键点

  • 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,缓存删除;
  • 如果后面还有读请求的话,就会从数据库中读取新值然后回填缓存。

4). 方案缺点

    结合双删策略+缓存超时设置,这样最差的情况就是:

  • 在缓存过期时间内发生数据存在不一致;
  • 同时又增加了写请求的耗时。

2. 异步更新缓存(基于Mysql binlog的同步机制)

1). 整体思路

        1>、涉及到更新的数据操作,利用Mysql binlog 进行增量订阅消费;

        2>、将消息发送到消息队列;

        3>、通过消息队列消费将增量数据更新到Redis上。

2). 操作情况

  • 读取Redis缓存:热数据都在Redis上;

  • 写Mysql:增删改都是在Mysql进行操作;

  • 更新Redis数据:Mysql的数据操作都记录到binlog,通过消息队列及时更新到Redis上。

3). Redis更新过程

        数据操作主要分为两种:

        1>、一种是全量(将所有数据一次性写入Redis);

        2>、一种是增量(实时更新)。

读取binlog后分析 ,利用消息队列,推送更新各台的redis缓存数据。

        1>、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;

        2>、Redis再根据binlog中的记录,对Redis进行更新;

        3>、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。

四、总结

在高并发应用场景下,如果是对数据一致性要求高的情况下,要定位好导致数据和缓存不一致的原因。

解决高并发场景下数据一致性的方案有两种,分别是延时双删策略和异步更新缓存两种方案。

另外,设置缓存的过期时间是保证数据保持一致性的关键操作,需要结合业务进行合理的设置。

 

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