缓存双写一致性

一般套路

缓存由于其高并发和高性能的特性,已经在项目中被广泛使用。一般读缓存流程如下:


缓存更新的争议

主要是解决并发情况下缓存读与写的一致性和时效性
一 缓存不能读到脏数据
二 缓存可能会读到过期数据,但要在可容忍时间内实现最总一致
三 这个可容忍时间尽可能的小

基本核心套路(当然有很多变种,但主要思想如此):

  • 先更新数据库,再更新缓存
  • 先删除缓存,再更新数据库
  • 先更新数据库,再删除缓存
  • 为什么没有先更新缓存,再更新数据库这种策略(ram、rom)

一、先更新数据库,再更新缓存

问题:同时有请求A和请求B进行更新操作,可能出现
(1)线程A更新了数据库 key = 1 value = 2
(2)线程B更新了数据库 key = 1 value = 3
(3)线程B更新了缓存 key = 1 value = 3
(4)线程A更新了缓存 key = 1 value = 2

这就出现请求A更新缓存应该比请求B更新缓存早才对,但是因为网络等原因,B却比A更早更新了缓存。这就导致了脏数据

方法:

  • 更新缓存数据时判是否最新(如增加版本号)
  • 只有比缓存中的新才可更新,否则不管(版本号大于当前版本号才可更新)

二、先删除缓存,再更新数据库

问题:同时有一个请求A进行更新操作,一个请求B进行查询操作。可能出现:
(1)请求A进行写操作(key = 1 value = 2),先删除缓存 key = 1 value = 1
(2)请求B查询发现缓存不存在
(3)请求B去数据库查询得到旧值 key = 1 value = 1
(4)请求B将旧值写入缓存 key = 1 value = 1
(5)请求A将新值写入数据库key = 1 value = 2

如果不采用给缓存设置过期时间策略,该数据永远都是脏数据

方法:

  • 先删除缓存,再更新数据库,再回写缓存(出现套路一的情况)
  • 先删除缓存,再更新数据库,再删缓存(双删,第二次删可异步)

数据库读写分离,本地缓存都不再适用,数据一致性需要用到远程数据同步

三、先更新数据库,再删除缓存

有两篇参考:《Cache-Aside pattern》、《Scaling Memcache at Facebook》
主要的思路就是先更新数据库,再删缓存的策略。

问题:一个请求A做查询操作,一个请求B做更新操作,可能情况

(1)缓存刚好失效
(2)请求A查询数据库,得一个旧值
(3)请求B将新值写入数据库
(4)请求B删除缓存
(5)请求A将查到的旧值写入缓存

如果发生上述情况,确实是会发生脏数据。然而,发生这种情况的概率又有多少呢?
我们知道一般来说读比写快很多,这一情形很难出现。

二、三套路的共性问题:删缓存失败了怎么办?

方案一


方案缺点:

  • 引入中间件,增加复杂度
  • 对业务线代码造成大量的侵入

方案二

启动一个订阅程序去订阅数据库的binlog,获得需要操作的数据。在应用程序中,另起一段程序,获得这个订阅程序传来的信息,进行删除缓存操作。


mysql中有现成的中间件叫canal,可以完成订阅binlog日志的功能。
另我团的DataBus更强大。

四、缓存的不适用场景

  • 写多:如果新增、修改、删除比较多,则需慎用缓存,因为缓存会频繁的更新会很浪费性能。
  • 大Key/Value:大到会影响GC、swap,最好别用。
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