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TysonDai committed May 4, 2023
1 parent df7c985 commit 630736b
Showing 1 changed file with 80 additions and 10 deletions.
90 changes: 80 additions & 10 deletions docs/redis/redis.md
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -415,25 +415,95 @@ Redis cluster采用**虚拟槽分区**,所有的键根据哈希函数映射到

**内存淘汰策略可以通过配置文件来修改**,相应的配置项是`maxmemory-policy`,默认配置是`noeviction`

## 如何保证缓存与数据库双写时的数据一致性?
## MySQL 与 Redis 如何保证数据一致性

**1、先删除缓存再更新数据库**
**缓存不一致是如何产生的**

进行更新操作时,先删除缓存,然后更新数据库,后续的请求再次读取时,会从数据库读取后再将新数据更新到缓存
如果数据一直没有变更,那么就不会出现缓存不一致的问题

存在的问题:删除缓存数据之后,更新数据库完成之前,这个时间段内如果有新的读请求过来,就会从数据库读取旧数据重新写到缓存中,再次造成不一致,并且后续读的都是旧数据
通常缓存不一致是发生在数据有变更的时候。 因为每次数据变更你需要同时操作数据库和缓存,而他们又属于不同的系统,无法做到同时操作成功或失败,总会有一个时间差。在并发读写的时候可能就会出现缓存不一致的问题(理论上通过分布式事务可以保证这一点,不过实际上基本上很少有人这么做)

**2、先更新数据库再删除缓存**
虽然没办法在数据有变更时,保证缓存和数据库强一致,但对缓存的更新还是有一定设计方法的,遵循这些设计方法,能够让这个不一致的影响时间和影响范围最小化。

进行更新操作时,先更新MySQL,成功之后,删除缓存,后续读取请求时再将新数据回写缓存。
缓存更新的设计方法大概有以下四种:

存在的问题:更新MySQL和删除缓存这段时间内,请求读取的还是缓存的旧数据,不过等数据库更新完成,就会恢复一致,影响相对比较小。
- 先删除缓存,再更新数据库(这种方法在并发下最容易出现长时间的脏数据,不可取)
- 先更新数据库,删除缓存(Cache Aside Pattern)
- 只更新缓存,由缓存自己同步更新数据库(Read/Write Through Pattern)
- 只更新缓存,由缓存自己异步更新数据库(Write Behind Cache Pattern)

**3、异步更新缓存**
**先删除缓存,再更新数据库**

数据库的更新操作完成后不直接操作缓存,而是把这个操作命令封装成消息扔到消息队列中,然后由Redis自己去消费更新数据,消息队列可以保证数据操作顺序一致性,确保缓存系统的数据正常。
这种方法在并发读写的情况下容易出现缓存不一致的问题

以上几个方案都不完美,需要根据业务需求,评估哪种方案影响较小,然后选择相应的方案。
![](http://img.topjavaer.cn/img/202304300910876.png)

如上图所示,其可能的执行流程顺序为:

- 客户端1 触发更新数据A的逻辑
- 客户端2 触发查询数据A的逻辑
- 客户端1 删除缓存中数据A
- 客户端2 查询缓存中数据A,未命中
- 客户端2 从数据库查询数据A,并更新到缓存中
- 客户端1 更新数据库中数据A

可见,最后缓存中的数据A跟数据库中的数据A是不一致的,缓存中的数据A是旧的脏数据。

因此一般不建议使用这种方式。

**先更新数据库,再让缓存失效**

这种方法在并发读写的情况下,也可能会出现短暂缓存不一致的问题

![](http://img.topjavaer.cn/img/202304300912362.png)

如上图所示,其可能执行的流程顺序为:

- 客户端1 触发更新数据A的逻辑
- 客户端2 触发查询数据A的逻辑
- 客户端3 触发查询数据A的逻辑
- 客户端1 更新数据库中数据A
- 客户端2 查询缓存中数据A,命中返回(旧数据)
- 客户端1 让缓存中数据A失效
- 客户端3 查询缓存中数据A,未命中
- 客户端3 查询数据库中数据A,并更新到缓存中

可见,最后缓存中的数据A和数据库中的数据A是一致的,理论上可能会出现一小段时间数据不一致,不过这种概率也比较低,大部分的业务也不会有太大的问题。

**只更新缓存,由缓存自己同步更新数据库(Read/Write Through Pattern)**

这种方法相当于是业务只更新缓存,再由缓存去同步更新数据库。 一个Write Through的 例子如下:

![](http://img.topjavaer.cn/img/202304300913692.png)

如上图所示,其可能执行的流程顺序为:

- 客户端1 触发更新数据A的逻辑
- 客户端2 触发查询数据A的逻辑
- 客户端1 更新缓存中数据A,缓存同步更新数据库中数据A,再返回结果
- 客户端2 查询缓存中数据A,命中返回

Read Through 和 WriteThrough 的流程类似,只是在客户端查询数据A时,如果缓存中数据A失效了(过期或被驱逐淘汰),则缓存会同步去数据库中查询数据A,并缓存起来,再返回给客户端

这种方式缓存不一致的概率极低,只不过需要对缓存进行专门的改造。

**只更新缓存,由缓存自己异步更新数据库(Write Behind Cache Pattern)**

这种方式性详单于是业务只操作更新缓存,再由缓存异步去更新数据库,例如:

![](http://img.topjavaer.cn/img/202304300913082.png)

如上图所示,其可能的执行流程顺序为:

- 客户端1 触发更新数据A的逻辑
- 客户端2 触发查询数据A的逻辑
- 客户端1 更新缓存中的数据A,返回
- 客户端2 查询缓存中的数据A,命中返回
- 缓存异步更新数据A到数据库中

这种方式的优势是读写的性能都非常好,基本上只要操作完内存后就返回给客户端了,但是其是非强一致性,存在丢失数据的情况。

如果在缓存异步将数据更新到数据库中时,缓存服务挂了,此时未更新到数据库中的数据就丢失了。

## 缓存常见问题

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