Redis跟MySQL的双写问题怎么解决

Redis跟MySQL的双写问题怎么解决

写在前面

严格意义上任何非原子操作都不可能保证一致性，除非用阻塞读写实现强一致性，所以缓存架构我们追求的目标是最终一致性。缓存就是通过牺牲强一致性来提高性能的。

这是由CAP理论决定的。缓存系统适用的场景就是非强一致性的场景，它属于CAP中的AP。

以下3 种缓存读写策略各有优劣，不存在最佳。

三种读写缓存策略

Cache-Aside Pattern（旁路缓存模式）

Cache-Aside Pattern，即旁路缓存模式，它的提出是为了尽可能地解决缓存与数据库的数据不一致问题。

读 ：从缓存读取数据，读到直接返回。如果读取不到的话，从数据库加载，写入缓存后，再返回响应。写：更新的时候，先更新数据库，然后再删除缓存。

Read-Through/Write-Through（读写穿透）

Read/Write Through Pattern 中服务端把 cache 视为主要数据存储，从中读取数据并将数据写入其中。Cache服务的职责是读取和写入DB数据，从而减轻应用程序的负担。

因为我们经常使用的分布式缓存 Redis 并没有提供 cache 将数据写入DB的功能，所以使用并不多。

写：先查 cache，cache 中不存在，直接更新 DB。cache 中存在，则先更新 cache，然后 cache 服务自己更新 DB（同步更新 cache和DB）。

读：从 cache 中读取数据，读取到就直接返回 。读取不到的话，先从 DB 加载，写入到 cache 后返回响应。

Write Behind Pattern（异步缓存写入）

Write Behind Pattern 和 Read/Write Through Pattern 很相似，两者都是由 cache 服务来负责 cache 和 DB 的读写。

但是，两个又有很大的不同：Read/Write Through 是同步更新 cache 和 DB，而 Write Behind Caching 则是只更新缓存，不直接更新 DB，而是改为异步批量的方式来更新 DB。

很明显，这种方式对数据一致性带来了更大的挑战，比如cache数据可能还没异步更新DB的话，cache服务可能就挂掉了，反而会带来更大的灾难。

这种策略在我们平时开发过程中也非常非常少见，但是不代表它的应用场景少，比如消息队列中消息的异步写入磁盘、MySQL 的 InnoDB Buffer Pool 机制都用到了这种策略。

Write Behind Pattern 下 DB 的写性能非常高，非常适合一些数据经常变化又对数据一致性要求没那么高的场景，比如浏览量、点赞量。

旁路缓存模式解析

Cache Aside Pattern 的一些疑问

旁路缓存模式是我们平时中使用最多的。下面根据上面介绍的旁路缓存模式，我们可以有以下几个疑问。

为什么写操作是删除缓存，而不是更新缓存

答：线程A先发起一个写操作，第一步先更新数据库。线程B再发起一个写操作，第二步更新了数据库，由于网络等原因，线程B先更新了缓存，线程A更新缓存。

这时候，缓存保存的是A的数据（老数据），数据库保存的是B的数据（新数据），数据不一致了，脏数据出现啦。如果是删除缓存取代更新缓存则不会出现这个脏数据问题。

实际上要写操作的时候更新缓存也是可以的，不过我们需要加一个锁/分布式锁来保证更新cache的时候不存在线程安全问题。

在写数据的过程中，为什么要先更新DB在删除缓存

答：比如说请求1 是写操作，要是先删除缓存A，请求2是读操作，先读缓存A，发现缓存被删除了(被请求1删除了)，然后去读数据库，但是此时请求1还没来得及把数据及时更新，那么请求2读的就是旧数据，并且请求2还会把读到的旧数据放到缓存中，造成了数据的不一致。

其实要先删缓存，再更新数据库也是可以，如采用延时双删策略休眠1秒，再次淘汰缓存 这么做，可以将1秒内所造成的缓存脏数据，再次删除。不一定是1秒，看你业务决定的，不过不推荐这种做法，因为在这1秒内可能发生因素很多，它的不确定性太大。

在写数据的过程中，先更新DB，后删除cache就没有问题了么？

答： 理论上来说还是可能会出现数据不一致性的问题，不过概率非常小。

假设这会有两个请求，一个请求A做查询操作，一个请求B做更新操作，那么会有如下情形产生

（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 ok，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并不高

发生上述情况有一个先天性条件，就是步骤（3）的写数据库操作比步骤（2）的读数据库操作耗时更短，才有可能使得步骤（4）先于步骤（5）。

可是，仔细想想，数据库的读操作的速度远快于写操作的（不然做读写分离干嘛，做读写分离的意义就是因为读操作比较快，耗资源少），因此步骤（3）耗时比步骤（2）更短，这一情形很难出现。

还有其他造成不一致的原因么？

答： 如果删除缓存过程中失败了就会造成不一致问题

如何解决？使用Canal去订阅数据库的binlog，获得需要操作的数据。另起一个程序，获得这个订阅程序传来的信息，进行删除缓存操作。

Cache Aside Pattern 的缺陷

缺陷1：首次请求数据一定不在 cache 的问题

解决办法：可以将热点数据提前放入cache 中。

缺陷2：写操作比较频繁的话导致cache中的数据会被频繁被删除，这样会影响缓存命中率 。

数据库和缓存数据强一致场景 ：更新DB的时候同样更新cache，不过我们需要加一个锁/分布式锁来保证更新cache的时候不存在线程安全问题。可以短暂地允许数据库和缓存数据不一致的场景 ：更新DB的时候同样更新cache，但是给缓存加一个比较短的过期时间，这样的话就可以保证即使数据不一致的话影响也比较小。

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