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Redis 和 MySQL 如何保持数据一致性?

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一行Java
发布2023-02-23 15:11:31
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发布2023-02-23 15:11:31
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文章被收录于专栏:用户9257747的专栏
在高并发的场景下,大量的请求直接访问MySQL很容易造成性能问题。所以,我们都会用Redis来做数据的缓存,削减对数据库的请求。但是,MySQL和Redis是两种不同的数据库,如何保证不同数据库之间数据的一致性就非常关键了。

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。

2、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。

3、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。

4、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。

缓存先后删除问题

“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。

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

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

解决方案

延时双删策略

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:

代码语言:javascript
复制
public void write( String key, Object data ){
    redis.delKey(key);
    db.updateData(data); 
    Thread.sleep(500);
    redis.delKey(key);
}

具体步骤

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

“问题:这个500毫秒怎么确定的,具体该休眠多久时间呢?

1、需要评估自己的项目的读数据业务逻辑的耗时。

2、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。

3、当然这种策略还要考虑redis和数据库主从同步的耗时。

4、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。

设置缓存过期时间是关键点

1、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

2、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

3、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

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:

1、在缓存过期时间内发生数据存在不一致

2、同时又增加了写请求的耗时。

异步更新缓存(基于Mysql binlog的同步机制)

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

3、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

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)

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

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

“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!

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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END

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原始发表:2023-02-21,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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目录
  • 导致数据不一致的原因
  • 缓存先后删除问题
    • 先删除缓存
      • 后删除缓存
      • 解决方案
        • 延时双删策略
          • 异步更新缓存(基于Mysql binlog的同步机制)
          • 总结
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