一道之前的面試題：

如何保證緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性？

方案分析

更新緩存策略方式常見(jiàn)的有下面幾種：

1. 先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)

2. 先更新數(shù)據(jù)庫(kù)，再更新緩存

3. 先刪除緩存，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)

4. 先更新數(shù)據(jù)庫(kù)，再刪除緩存

下面一一介紹！

方案一：更新緩存，更新數(shù)據(jù)庫(kù)

這種方式可輕易排除，因?yàn)槿绻雀戮彺娉晒?，但是?shù)據(jù)庫(kù)更新失敗，則肯定會(huì)造成數(shù)據(jù)不一致。

方案二：更新數(shù)據(jù)庫(kù)，更新緩存

這種緩存更新策略俗稱(chēng)雙寫(xiě)，存在問(wèn)題是：并發(fā)更新數(shù)據(jù)庫(kù)場(chǎng)景下，會(huì)將臟數(shù)據(jù)刷到緩存

updateDB();
updateRedis();

舉例：如果在兩個(gè)操作之間數(shù)據(jù)庫(kù)和緩存又被后面請(qǐng)求修改，此時(shí)再去更新緩存已經(jīng)是過(guò)期數(shù)據(jù)了。

方案三：刪除緩存，更新數(shù)據(jù)庫(kù)

存在問(wèn)題：更新數(shù)據(jù)庫(kù)之前，若有查詢(xún)請(qǐng)求，會(huì)將臟數(shù)據(jù)刷到緩存

deleteRedis();
updateDB();

舉例：如果在兩個(gè)操作之間發(fā)生了數(shù)據(jù)查詢(xún)，那么會(huì)有舊數(shù)據(jù)放入緩存。

該方案會(huì)導(dǎo)致請(qǐng)求數(shù)據(jù)不一致

如果同時(shí)有一個(gè)請(qǐng)求A進(jìn)行更新操作，另一個(gè)請(qǐng)求B進(jìn)行查詢(xún)操作。那么會(huì)出現(xiàn)如下情形:

• 請(qǐng)求A進(jìn)行寫(xiě)操作，刪除緩存
• 請(qǐng)求B查詢(xún)發(fā)現(xiàn)緩存不存在
• 請(qǐng)求B去數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)得到舊值
• 請(qǐng)求B將舊值寫(xiě)入緩存
• 請(qǐng)求A將新值寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)

上述情況就會(huì)導(dǎo)致不一致的情形出現(xiàn)。而且，如果不采用給緩存設(shè)置過(guò)期時(shí)間策略，該數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都是臟數(shù)據(jù)。

方案四：更新數(shù)據(jù)庫(kù)，刪除緩存

存在問(wèn)題：在更新數(shù)據(jù)庫(kù)之前有查詢(xún)請(qǐng)求，并且緩存失效了，會(huì)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后更新緩存。如果在查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)和更新緩存之間進(jìn)行了數(shù)據(jù)庫(kù)更新的操作，那么就會(huì)把臟數(shù)據(jù)刷到緩存

updateDB();
deleteRedis();

舉例：如果在查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)和放入緩存這兩個(gè)操作中間發(fā)生了數(shù)據(jù)更新并且刪除緩存，那么會(huì)有舊數(shù)據(jù)放入緩存。

假設(shè)有兩個(gè)請(qǐng)求，一個(gè)請(qǐng)求A做查詢(xún)操作，一個(gè)請(qǐng)求B做更新操作，那么會(huì)有如下情形產(chǎn)生

• 緩存剛好失效
• 請(qǐng)求A查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)，得一個(gè)舊值
• 請(qǐng)求B將新值寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)
• 請(qǐng)求B刪除緩存
• 請(qǐng)求A將查到的舊值寫(xiě)入緩存

如果發(fā)生上述情況，確實(shí)是會(huì)發(fā)生臟數(shù)據(jù)。但是發(fā)生上述情況有一個(gè)先天性條件，就是寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)操作比讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作耗時(shí)更短

不過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的讀操作的速度遠(yuǎn)快于寫(xiě)操作的

因此這一情形很難出現(xiàn)。

 

方案對(duì)比

方案1和方案2的共同缺點(diǎn)：

并發(fā)更新數(shù)據(jù)庫(kù)場(chǎng)景下，會(huì)將臟數(shù)據(jù)刷到緩存，但一般并發(fā)寫(xiě)的場(chǎng)景概率都相對(duì)小一些；

線(xiàn)程安全角度，會(huì)產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)，比如：

• 線(xiàn)程A更新了數(shù)據(jù)庫(kù)
• 線(xiàn)程B更新了數(shù)據(jù)庫(kù)
• 線(xiàn)程B更新了緩存
• 線(xiàn)程A更新了緩存

方案3和方案4的共同缺點(diǎn)：

不管采用哪種順序，2種方式都是存在一些問(wèn)題的：

• 主從延時(shí)問(wèn)題：不管是先刪除還是后刪除，數(shù)據(jù)庫(kù)主從延時(shí)可能導(dǎo)致臟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。
• 緩存刪除失敗：如果緩存刪除失敗，則都會(huì)產(chǎn)生臟數(shù)據(jù)。

問(wèn)題解決思路：延遲雙刪，添加重試機(jī)制，下面介紹！

更新緩存還是刪除緩存？

1.更新緩存緩存需要有一定的維護(hù)成本，而且會(huì)存在并發(fā)更新的問(wèn)題

2.寫(xiě)多讀少的情況下，讀請(qǐng)求還沒(méi)有來(lái)，緩存以及被更新很多次，沒(méi)有起到緩存的作用

3.放入緩存的值可能是經(jīng)過(guò)復(fù)雜計(jì)算的，如果每次更新，都計(jì)算寫(xiě)入緩存的值，浪費(fèi)性能的

刪除緩存優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、成本低，容易開(kāi)發(fā)；缺點(diǎn)：會(huì)造成一次cache miss

如果更新緩存開(kāi)銷(xiāo)較小并且讀多寫(xiě)少，基本不會(huì)有寫(xiě)并發(fā)的時(shí)候可以才用更新緩存，否則通用做法還是刪除緩存。

總結(jié)

 

推薦方案

延遲雙刪

采用更新前后雙刪除緩存策略

public void write(String key,Object data){
  redis.del(key);
     db.update(data);
     Thread.sleep(1000);
     redis.del(key);
 }

• 先淘汰緩存
• 再寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)
• 休眠1秒，再次淘汰緩存

大家應(yīng)該評(píng)估自己的項(xiàng)目的讀數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的耗時(shí)。然后寫(xiě)數(shù)據(jù)的休眠時(shí)間則在讀數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的耗時(shí)基礎(chǔ)上即可。

這么做的目的，就是確保讀請(qǐng)求結(jié)束，寫(xiě)請(qǐng)求可以刪除讀請(qǐng)求造成的緩存臟數(shù)據(jù)。

問(wèn)題及解法：

1、同步刪除，吞吐量降低如何處理

將第二次刪除作為異步的，提交一個(gè)延遲的執(zhí)行任務(wù)

2、解決刪除失敗的方式：

添加重試機(jī)制，例如：將刪除失敗的key，寫(xiě)入消息隊(duì)列；但對(duì)業(yè)務(wù)耦合有些嚴(yán)重；

延時(shí)工具可以選擇：

最普通的阻塞Thread.currentThread().sleep(1000);

Jdk調(diào)度線(xiàn)程池，quartz定時(shí)任務(wù)，利用jdk自帶的delayQueue，netty的HashWheelTimer，Rabbitmq的延時(shí)隊(duì)列，等等

 

實(shí)際場(chǎng)景

我們有個(gè)商品中心的場(chǎng)景，是讀多寫(xiě)少的服務(wù)，并且寫(xiě)數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)送MQ通知下游拿數(shù)據(jù)，這樣就需要嚴(yán)格保證緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)的一致性，需要提供高可靠的系統(tǒng)服務(wù)能力。

寫(xiě)緩存策略

1. 緩存key設(shè)置失效時(shí)間
2. 先DB操作，再緩存失效
3. 寫(xiě)操作都標(biāo)記key（美團(tuán)中間件）強(qiáng)制走主庫(kù)
4. 接入美團(tuán)中間件監(jiān)聽(tīng)binlog（美團(tuán)中間件）變化的數(shù)據(jù)在進(jìn)行兜底，再刪除緩存

讀緩存策略

1. 先判斷是否走主庫(kù)
2. 如果走主庫(kù)，則使用標(biāo)記（美團(tuán)中間件）查主庫(kù)
3. 如果不是，則查看緩存中是否有數(shù)據(jù)
4. 緩存中有數(shù)據(jù)，則使用緩存數(shù)據(jù)作為結(jié)果
5. 如果沒(méi)有，則查DB數(shù)據(jù)，再寫(xiě)數(shù)據(jù)到緩存

 

注意

關(guān)于緩存過(guò)期時(shí)間的問(wèn)題

如果緩存設(shè)置了過(guò)期時(shí)間，那么上述的所有不一致情況都只是暫時(shí)的。

但是如果沒(méi)有設(shè)置過(guò)期時(shí)間，那么不一致問(wèn)題就只能等到下次更新數(shù)據(jù)時(shí)解決。

所以一定要設(shè)置緩存過(guò)期時(shí)間。

有道無(wú)術(shù)，術(shù)可成；有術(shù)無(wú)道，止于術(shù)

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