Redis 緩存雙寫(xiě)一致性的解決方案
1. 什么叫做緩存雙寫(xiě)一致性?
Redis緩存雙寫(xiě)一致性是指在更新數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)后,同時(shí)更新緩存數(shù)據(jù)以保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性的策略,總的來(lái)說(shuō),就是寫(xiě)入redis和寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)要保持一致
2. 緩存雙寫(xiě)一致性有那些解決方案?
2.1 Cache Aside Pattern(旁路緩存模式)
旁路緩存模式,字面意思理解:緩存是旁路,緩存相對(duì)與應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)是旁路,應(yīng)用程序可以直接繞過(guò)緩存訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)
在Cache Aside模式中,應(yīng)用程序首先從緩存中讀取數(shù)據(jù),如果緩存中不存在,則從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存中。在更新數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)用程序首先更新數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),然后刪除緩存中的數(shù)據(jù)。當(dāng)下一次請(qǐng)求到來(lái)時(shí),應(yīng)用程序會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取最新的數(shù)據(jù),并將其寫(xiě)入緩存中
那為什么要先更新數(shù)據(jù)庫(kù)在刪除緩存了?我們?cè)倏纯磶追N更新策略
策略 | 是否是多線程 | 場(chǎng)景 | 現(xiàn)象 |
---|---|---|---|
先刪除緩存再更新數(shù)據(jù)庫(kù) | 否 | 刪除緩存成功但數(shù)據(jù)庫(kù)更新失敗 | 應(yīng)用程序從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀到舊值 |
是 | 緩存刪除成功但數(shù)據(jù)庫(kù)再更新中…有并發(fā)讀請(qǐng)求 | 并發(fā)讀請(qǐng)求從數(shù)據(jù)庫(kù)讀到舊值,并回寫(xiě)到redis,導(dǎo)致后續(xù)都從redis讀取到舊值 | |
先更新數(shù)據(jù)庫(kù)再刪除緩存 | 否 | 數(shù)據(jù)庫(kù)更新成功,但緩存刪除失敗 | 應(yīng)用程序從redis讀取到舊值 |
是 | 數(shù)據(jù)庫(kù)更新成功,但緩存再刪除中…有并發(fā)讀請(qǐng)求 | 并發(fā)讀請(qǐng)求讀取到舊值 | |
先更新緩存再更新數(shù)據(jù)庫(kù) | 否 | 更新緩存成功但更新數(shù)據(jù)庫(kù)失敗 | 緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不一致(不推薦,一般數(shù)據(jù)庫(kù)作為兜底方案) |
是 | 更新緩存成功但數(shù)據(jù)庫(kù)再更新中 | 緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)不一致(不推薦,一般數(shù)據(jù)庫(kù)作為兜底方案) | |
先更新數(shù)據(jù)庫(kù)再更新緩存 | 否 | 更新數(shù)據(jù)庫(kù)成功但緩存更新失敗 | 應(yīng)用程序讀取到舊值 |
是 | 更新數(shù)據(jù)庫(kù)成功但緩存再更新中…有并發(fā)讀請(qǐng)求 | 并發(fā)讀請(qǐng)求讀取到舊值 |
延遲雙刪
經(jīng)過(guò)我們對(duì)Cache Aside Pattern四種方案的八種場(chǎng)景進(jìn)行仔細(xì)分析,我們大體上確定了先更數(shù)據(jù)庫(kù)再刪緩存的方案。但是這種方案也并不完美,假設(shè)我們更新數(shù)據(jù)庫(kù)成功了,刪除緩存失敗了,那么同樣會(huì)出現(xiàn)一致性問(wèn)題。為了解決這種場(chǎng)景下的一致性問(wèn)題,我們進(jìn)一步引入了延遲雙刪方案來(lái)解決。
- 為什么要做兩次緩存刪除呢?
從上圖“延遲雙刪”中我們可以很清晰地看到,數(shù)據(jù)庫(kù)的更新是在首次的緩存刪除成功后進(jìn)行的,這樣就有效避地免了“先更數(shù)據(jù)庫(kù)再刪緩存”方案中可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)更新成功緩存刪除失敗導(dǎo)致的一致性問(wèn)題。第二次的緩存刪除是為了避免在執(zhí)行更新數(shù)據(jù)庫(kù)操作完成之前其它線程讀取數(shù)據(jù)庫(kù)并更新緩存而導(dǎo)致的一致性問(wèn)題。
- 為什么第二次緩存刪除又要延遲執(zhí)行呢?
試想,如果我們不做第二次的延遲刪除,而是更新數(shù)據(jù)庫(kù)后立即刪除會(huì)出什么問(wèn)題?有沒(méi)有可能其它讀請(qǐng)求線程在更新數(shù)據(jù)庫(kù)之前讀取了數(shù)據(jù),并在第二次立即刪除緩存之后更新了緩存。很明顯,延遲刪除就是為了讓可能存在的其它讀請(qǐng)求線程盡可能地在更新完緩存后再執(zhí)行緩存刪除操作。這樣一通操作后,數(shù)據(jù)庫(kù)是最新的數(shù)據(jù)了,緩存里沒(méi)有數(shù)據(jù),后面的讀請(qǐng)求線程又可以拿到數(shù)據(jù)庫(kù)的最新數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存了。
- 延遲刪除具體需要延遲多長(zhǎng)時(shí)間?
對(duì)于這個(gè)具體需要延遲多長(zhǎng)時(shí)間,其實(shí)沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn),唯一的標(biāo)準(zhǔn)就是根據(jù)讀請(qǐng)求的耗時(shí)來(lái)確定,讀請(qǐng)求越耗時(shí),延遲時(shí)間越長(zhǎng)。一般情況下我們?cè)O(shè)置的延遲時(shí)間為1秒。
重試刪除
在上面的延遲雙刪方案中,如果我們思考,其實(shí)還是有諸多問(wèn)題的。比如:在延遲雙刪的讀寫(xiě)場(chǎng)景中,如果第二次緩存刪除失敗了,同樣會(huì)出現(xiàn)一致性問(wèn)題。那么刪除失敗了,重試幾次不就好了嗎?基于這個(gè)思想我們進(jìn)一步引入了重試刪除方案來(lái)解決
重試刪除確實(shí)很大程度上解決了一致性問(wèn)題,并且邏輯非常簡(jiǎn)單。唯一的不足可能就是需要引入消息隊(duì)列,并且業(yè)務(wù)代碼也會(huì)有一定的侵入。那么有沒(méi)有既能夠保證最終一致性,又能夠解耦的方案呢?我們繼續(xù)往下面看
binlog訂閱異步刪除
binlog訂閱異步刪除確實(shí)也能解決一致性問(wèn)題,對(duì)代碼也無(wú)任何侵入,但是整個(gè)架構(gòu)復(fù)雜,中小項(xiàng)目一般都用不上。
2.2 Read Through/Write Through(讀寫(xiě)穿透)
該策略又被稱為讀穿/寫(xiě)穿策略,和CacheAside策略的緩存數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)為準(zhǔn)不同,該策略的核心是用戶只與緩存層交互(應(yīng)用程序只與緩存或者中間層、緩存抽象層交互),由緩存層與數(shù)據(jù)庫(kù)通信,寫(xiě)入或讀取數(shù)據(jù)。
在讀取數(shù)據(jù)時(shí),通過(guò)緩存層進(jìn)行讀取,若緩存存在則直接返回,若不存在則由緩存層拉取數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)到緩存中并返回。
在寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí),通過(guò)緩存層進(jìn)行寫(xiě)入,若緩存存在則直接寫(xiě)入緩存中并同步到數(shù)據(jù)庫(kù),若不存在則寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
使用場(chǎng)景
適用于讀多寫(xiě)多的場(chǎng)景,數(shù)據(jù)一致性要求較高的場(chǎng)景。
2.3 Write Behind(后寫(xiě)或異步寫(xiě))
Write Behind Caching是一種將緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)異步寫(xiě)入的緩存模式。在Write Behind Caching模式中,應(yīng)用程序首先將更新操作寫(xiě)入緩存中,然后異步地將更新操作寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)下一次請(qǐng)求到來(lái)時(shí),應(yīng)用程序會(huì)從緩存中讀取數(shù)據(jù),并將其寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。
使用場(chǎng)景
適用于寫(xiě)多讀少的場(chǎng)景,數(shù)據(jù)一致性要求不高的場(chǎng)景
3. 總結(jié)
在使用Redis緩存時(shí),應(yīng)根據(jù)具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景和需求選擇合適的緩存模式。Cache Aside模式簡(jiǎn)單易用,適用于讀多寫(xiě)少的場(chǎng)景;Read/Write Through模式完全解耦緩存和數(shù)據(jù)庫(kù),適用于讀多寫(xiě)多的場(chǎng)景;Write Behind Caching模式可以提高寫(xiě)入性能,適用于寫(xiě)多讀少的場(chǎng)景。在實(shí)際應(yīng)用中,可以根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求和性能要求,選擇合適的緩存模式,以提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。
到此這篇關(guān)于Redis 緩存雙寫(xiě)一致性的實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis 緩存雙寫(xiě)一致性內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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