关于redis的几件小事(八)缓存与数据库双写时的数据一致性

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: 介绍了缓存与数据库双写时的数据一致性

1.Cache aside pattern

这是最经典的 缓存+数据库 读写模式,操作如下:

①读的时候,先读缓存,缓存没有就读数据库,然后将取出的数据放到缓存,同时返回请求响应。

②更新的时候,先删除缓存,然后更新数据库。

2.为什么是删除缓存,而不是更新缓存呢?

①因为很多时候,缓存中放的并不是简单的从数据中取出来值,可能要进行一个状态的替换,一些数据的计算,还有可能要进行数据的组合等等。

②二八法则,即20%的数据,占用了80%的访问量,这个更新的数据,可能是冷门数据,好久也访问不了不了一次,这样只会占用缓存内存。lazy思想,数据等你第一次要的时候再去加载,避免没必要的内存和时间浪费。

3.最初级的缓存不一致问题以及解决方案

问题 :先修改数据库,再删除缓存,如果缓存删除失败了,那么就会早上数据库和缓存数据不一致。

解决思路 :先删除缓存,再修改数据库,如果删除缓存成功了,如果修改数据库失败了,那么数据库中是旧数据,缓存中是空的,那么数据不会不一致。因为读的时候缓存没有,则读数据库中旧数据,然后更新到缓存中

4.比较复杂的数据不一致问题分析

问题 :数据发生了变更,先删除了缓存,然后要去修改数据库,此时还没修改。

一个请求过来,去读缓存,发现缓存空了,去查询数据库,查到了修改前的旧数据,放到了缓存中。数据变更的程序完成了数据库的修改。

这样就又导致了数据不一致

5.为什么上亿流量高并发场景下,缓存会出现这个问题?

因为只有在对一个数据在并发的进行读写的时候,才可能会出现这种问题。

6.数据库与缓存更新与读取操作进行异步串行化

为了解决上面的并发读写问题,可以考虑将更新和读取操作进行串行化。

①更新数据的时候,根据数据的唯一标识,将操作路由之后,发送到一个jvm内部的队列里面去。

②读取数据的时候,如果发现缓存中没有,那么将从数据库读取数据的操作和更新缓存的操作一起路由到同一个JVM内部的队列中去。

③一个队列对应一个工作线程,然后线程从队列里面去取请求进行操作。

这样就可以将同一个key的操作进行串行化,一个数据变更的操作,先执行,删除缓存,然后再去更新数据库,但是还没完成更新,此时如果一个读请求过来,读到了空的缓存,那么可以先将缓存更新的请求发送到队列中,此时会在队列中积压,然后同步等待缓存更新完成。

这里有一个优化点,一个队列中,其实多个更新缓存请求串在一起是没意义的,因此可以做过滤,如果发现队列中已经有一个更新缓存的请求了,那么就不用再放个更新请求操作进去了,直接等待前面的更新操作请求完成即可。

待那个队列对应的工作线程完成了上一个操作的数据库的修改之后,才会去执行下一个操作,也就是缓存更新的操作,此时会从数据库中读取最新的值,然后写入缓存中。

如果请求还在等待时间范围内,不断轮询发现可以取到值了,那么就直接返回; 如果请求等待的时间超过一定时长,那么这一次直接从数据库中读取当前的旧值。

7.高并发的场景下,该解决方案要注意的问题

①读请求长时间阻塞问题

由于读请求进行了非常轻度的异步化,所以一定要注意读超时的问题,每个读请求必须在超时时间范围内返回。

该解决方案,最大的风险点在于说,可能数据更新很频繁,导致队列中积压了大量更新操作在里面,然后读请求会发生大量的超时,最后导致大量的请求直接走数据库。

务必通过一些模拟真实的测试,看看更新数据的频繁是怎样的。

②读请求并发量过高

还有一个风险,就是突然间大量读请求会在几十毫秒的延时hang在服务上,看服务能不能抗的住,需要多少机器才能抗住最大的极限情况的峰值。

但是因为并不是所有的数据都在同一时间更新,缓存也不会同一时间失效,所以每次可能也就是少数数据的缓存失效了,然后那些数据对应的读请求过来,并发量应该也不会特别大。

③多服务实例部署的请求路由

可能这个服务部署了多个实例,那么必须保证说,执行数据更新操作,以及执行缓存更新操作的请求,都通过nginx服务器路由到相同的服务实例上。

④热点商品的路由问题。导致请求的倾斜

万一某个商品的读写请求特别高,全部打到相同的机器的相同的队列里面去了,可能造成某台机器的压力过大。

就是说,因为只有在商品数据更新的时候才会清空缓存,然后才会导致读写并发,所以更新频率不是太高的话,这个问题的影响并不是特别大。

但是的确可能某些机器的负载会高一些。

相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
29天前
|
存储 缓存 NoSQL
解决Redis缓存数据类型丢失问题
解决Redis缓存数据类型丢失问题
172 85
|
4天前
|
存储 缓存 NoSQL
云端问道21期方案教学-应对高并发,利用云数据库 Tair(兼容 Redis®*)缓存实现极速响应
云端问道21期方案教学-应对高并发,利用云数据库 Tair(兼容 Redis®*)缓存实现极速响应
|
4天前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
云端问道21期实操教学-应对高并发,利用云数据库 Tair(兼容 Redis®)缓存实现极速响应
本文介绍了如何通过云端问道21期实操教学,利用云数据库 Tair(兼容 Redis®)缓存实现高并发场景下的极速响应。主要内容分为四部分:方案概览、部署准备、一键部署和完成及清理。方案概览中,展示了如何使用 Redis 提升业务性能,降低响应时间;部署准备介绍了账号注册与充值步骤;一键部署详细讲解了创建 ECS、RDS 和 Redis 实例的过程;最后,通过对比测试验证了 Redis 缓存的有效性,并指导用户清理资源以避免额外费用。
|
26天前
|
缓存 监控 NoSQL
Redis经典问题:缓存穿透
本文详细探讨了分布式系统和缓存应用中的经典问题——缓存穿透。缓存穿透是指用户请求的数据在缓存和数据库中都不存在,导致大量请求直接落到数据库上,可能引发数据库崩溃或性能下降。文章介绍了几种有效的解决方案,包括接口层增加校验、缓存空值、使用布隆过滤器、优化数据库查询以及加强监控报警机制。通过这些方法,可以有效缓解缓存穿透对系统的影响,提升系统的稳定性和性能。
|
26天前
|
存储 消息中间件 设计模式
缓存数据一致性策略如何分类?
数据库与缓存数据一致性问题的解决方案主要分为强一致性和最终一致性。强一致性通过分布式锁或分布式事务确保每次写入后数据立即一致,适合高要求场景,但性能开销大。最终一致性允许短暂延迟,常用方案包括Cache-Aside(先更新DB再删缓存)、Read/Write-Through(读写穿透)和Write-Behind(异步写入)。延时双删策略通过两次删除缓存确保数据最终一致,适用于复杂业务场景。选择方案需根据系统复杂度和一致性要求权衡。
49 0
|
2月前
|
缓存 NoSQL PHP
Redis作为PHP缓存解决方案的优势、实现方式及注意事项。Redis凭借其高性能、丰富的数据结构、数据持久化和分布式支持等特点,在提升应用响应速度和处理能力方面表现突出
本文深入探讨了Redis作为PHP缓存解决方案的优势、实现方式及注意事项。Redis凭借其高性能、丰富的数据结构、数据持久化和分布式支持等特点,在提升应用响应速度和处理能力方面表现突出。文章还介绍了Redis在页面缓存、数据缓存和会话缓存等应用场景中的使用,并强调了缓存数据一致性、过期时间设置、容量控制和安全问题的重要性。
54 5
|
存储 缓存 负载均衡
学会这15点,让你分分钟拿下Redis数据库
介绍Redis技术入门的一些基础知识点
学会这15点,让你分分钟拿下Redis数据库
|
存储 NoSQL 数据库
学会这15点,让你分分钟拿下Redis数据库
原文:学会这15点,让你分分钟拿下Redis数据库 1、Redis简介 REmote DIctionary Server(Redis) 是一个由Salvatore Sanfilippo写的key-value存储系统。
1183 0
|
3月前
|
消息中间件 缓存 NoSQL
Redis 是一个高性能的键值对存储系统,常用于缓存、消息队列和会话管理等场景。
【10月更文挑战第4天】Redis 是一个高性能的键值对存储系统,常用于缓存、消息队列和会话管理等场景。随着数据增长,有时需要将 Redis 数据导出以进行分析、备份或迁移。本文详细介绍几种导出方法:1)使用 Redis 命令与重定向;2)利用 Redis 的 RDB 和 AOF 持久化功能;3)借助第三方工具如 `redis-dump`。每种方法均附有示例代码,帮助你轻松完成数据导出任务。无论数据量大小,总有一款适合你。
91 6
|
2月前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
本文详解缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发及缓存预热等问题,提供高可用解决方案,帮助你在大厂面试和实际工作中应对这些常见并发场景。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题