Redis缓存与数据库如何保证一致性?同步删除+延时双删+异步监听+多重保障方案

简介: 根据对一致性的要求程度,提出多种解决方案:同步删除、同步删除+可靠消息、延时双删、异步监听+可靠消息、多重保障方案

导航:

【Java笔记+踩坑汇总】Java基础+JavaWeb+SSM+SpringBoot+SpringCloud+瑞吉外卖/谷粒商城/学成在线+设计模式+面试题汇总+性能调优/架构设计+源码解析

目录

一、四种基础同步策略

1.1 同步策略

1.2 更新缓存还是删除缓存?

1.2.1 更新缓存的优缺点

1.2.2 删除缓存的优缺点(推荐)

1.3 先操作数据库还是先删除缓存?

1.3.1 先删除缓存再操作数据库的优缺点

1.3.2 先操作数据库再删除缓存的优缺点(推荐)

1.4 最优同步策略:先更新数据库、再删除缓存

二、同步删除+可靠消息方案

三、延时双删:更高一致性方案

四、异步监听+可靠消息删除方案

五、多重保障:最终强一致方案


一、四种基础同步策略

1.1 同步策略

保证缓存和数据库的双写一致性,共有四种同步策略,即先更新缓存再更新数据库、先更新数据库再更新缓存、先删除缓存再更新数据库、先更新数据库再删除缓存。

  • 先更新缓存再更新数据库:第二步失败缓存库是脏数据
  • 先更新数据库再更新缓存:第二步失败缓存库是旧数据
  • 先删除缓存再更新数据库:第二步失败缓存库是空数据
  • 先更新数据库、再删除缓存(推荐):第二步失败缓存库是旧数据

1.2 更新缓存还是删除缓存?

1.2.1 更新缓存的优缺点

更新缓存的优点是每次数据变化时都能及时地更新缓存,这样不容易出现查询未命中的情况,但这种操作的消耗很大,如果数据需要经过复杂的计算再写入缓存的话,频繁的更新缓存会影响到服务器的性能。如果是写入数据比较频繁的场景,可能会导致频繁的更新缓存却没有业务来读取该数据。

1.2.2 删除缓存的优缺点(推荐)

删除缓存的优点是操作简单,无论更新的操作复杂与否,都是直接删除缓存中的数据。这种做法的缺点则是,当删除了缓存之后,下一次容易出现未命中的情况,那么这时就需要再次读取数据库。

那么对比而言,删除缓存无疑是更好的选择

1.3 先操作数据库还是先删除缓存?

1.3.1 先删除缓存再操作数据库的优缺点

情况1:数据库和缓存内容不一致

线程1删除缓存后还没有来得及更新数据库时,线程2读缓存,由于缓存中的数据已经被线程1清空了所以线程2需要去数据库读数据,然后把读到的结果保存到缓存中。此时线程1更新更新数据库成功。就会出现数据库和缓存内容不一致。

情况2:缓存击穿,数据库卡死

线程1删除缓存后还没有来得及更新数据库时,来了大量的读请求,由于缓存中没有数据,导致缓存击穿直接将大量请求访问到数据库,导致数据库崩溃。

1.3.2 先操作数据库再删除缓存的优缺点(推荐)

脏数据问题:先操作数据库但删除缓存失败的话,导致缓存库里一直存留着旧数据,而我们数据库里存的是新数据。

解决办法:异步重试机制

出现上述问题的时候,我们一般采用重试机制解决,而为了避免重试机制影响主要业务的执行,一般建议重试机制采用异步的方式执行。当我们采用重试机制之后由于存在并发,先删除缓存依然可能存在缓存中存储了旧的数据,而数据库中存储了新的数据,二者数据不一致的情况。

1.4 最优同步策略:先更新数据库、再删除缓存

所以我们得到结论:先更新数据库、再删除缓存是影响更小的方案。如果第二步出现失败的情况,则可以采用重试机制解决问题。

同步删除方案: 先更新数据库、再删除缓存。适用于不强制要求数据一致性的情景

流程:先更新数据库、再删除缓存。

问题:

  • 并发时脏数据:在查询数据库到写缓存期间其他线程执行了一次更新删除,导致缓存的数据是旧数据
  • 缓存删除失败:删除失败导致缓存库还是旧数据

二、同步删除+可靠消息方案

同步删除+可靠消息删除: 适用于不强制要求数据一致性的情景

流程:先更新数据库、再删除缓存,如果删除失败就发可靠MQ不断重试删除缓存,直到删除成功或重试5次。

问题:MQ多次重试失败,导致长期脏数据。

三、延时双删:更高一致性方案

延时双删方案:比同步删除策略一致性更高的方案。

流程:先删除缓存再更新数据库,大约在数据库从库更新后再删一次。

问题:时间无法控制,不能保证在数据库从库更新后删除缓存。如果在从库更新前删除,用户再在更新前查从库又把脏数据写在缓存里了。

四、异步监听+可靠消息删除方案

异步监听+可靠消息删除:很多大厂正在使用的方案。

流程:

  1. 更新数据库后不做操作;
  2. Canal等组件监听binlog发现有更新时就发可靠MQ删除缓存;
  3. 如果删除缓存失败,就基于手动ack、retry等机制,让消息在有限次数之内不断重试。

image.gif

优点:

  • 异步删除,性能更高;
  • 可靠消息重试机制,多次删除保证删除成功。

问题:要求canal等binlog抓取组件高可用,如果canal故障,会导致长期脏数据。

五、多重保障:最终强一致方案

多重保障方案:同步删除+ 异步监听+可靠消息删除,缓存时设置过期时间,查询时强制主库查;适合于强制要求数据一致性的情况

  1. 同步删除:先更新数据库、再删除缓存;之后本链路禁止再查该数据,防止没来得及删缓存就又查到旧缓存数据。
  2. Canal监听:Canal等组件监听binlog发现有更新时就发可靠MQ删除缓存;第二重保证删缓存成功;
  3. 延迟消息校验一致性:Canal等组件监听binlog,发延迟MQ,N秒后校验缓存一致性;
  4. 缓存过期时间:每次缓存时设置过期时间;第三重保证删缓存成功;
  5. 强制Redis主库查:以后查缓存时强制从缓存主库查;因为主从同步有延迟,同时不用担心主库压力大,因为分片集群机制。
相关实践学习
快速体验阿里云云消息队列RocketMQ版
本实验将带您快速体验使用云消息队列RocketMQ版Serverless系列实例进行获取接入点、创建Topic、创建订阅组、收发消息、查看消息轨迹和仪表盘。
消息队列 MNS 入门课程
1、消息队列MNS简介 本节课介绍消息队列的MNS的基础概念 2、消息队列MNS特性 本节课介绍消息队列的MNS的主要特性 3、MNS的最佳实践及场景应用 本节课介绍消息队列的MNS的最佳实践及场景应用案例 4、手把手系列:消息队列MNS实操讲 本节课介绍消息队列的MNS的实际操作演示 5、动手实验:基于MNS,0基础轻松构建 Web Client 本节课带您一起基于MNS,0基础轻松构建 Web Client
相关文章
|
4月前
|
缓存 并行计算 监控
vLLM 性能优化实战:批处理、量化与缓存配置方案
本文深入解析vLLM高性能部署实践,揭秘如何通过continuous batching、PagedAttention与前缀缓存提升吞吐;详解批处理、量化、并发参数调优,助力实现高TPS与低延迟平衡,真正发挥vLLM生产级潜力。
993 0
vLLM 性能优化实战:批处理、量化与缓存配置方案
|
6月前
|
缓存 运维 安全
WordPress安全加速:Cloudflare + Nginx缓存优化方案
本文介绍如何通过Cloudflare与Nginx优化WordPress网站性能,涵盖静态资源长期缓存、动态页面智能缓存及敏感路径保护,提升加载速度并保障后台安全。适用于使用Cloudflare与Nginx环境的WordPress站点。
311 0
|
11月前
|
消息中间件 缓存 NoSQL
缓存与数据库的一致性方案,Redis与Mysql一致性方案,大厂P8的终极方案(图解+秒懂+史上最全)
缓存与数据库的一致性方案,Redis与Mysql一致性方案,大厂P8的终极方案(图解+秒懂+史上最全)
|
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
372 1
|
NoSQL 关系型数据库 分布式数据库
基于PolarDB的图分析:通过DTS将其它数据库的数据表同步到PolarDB的图
本文介绍了使用DTS任务将数据从MySQL等数据源实时同步到PolarDB-PG的图数据库中的步骤.
|
缓存 关系型数据库 MySQL
高并发架构系列:数据库主从同步的 3 种方案
本文详解高并发场景下数据库主从同步的三种解决方案:数据主从同步、数据库半同步复制、数据库中间件同步和缓存记录写key同步,旨在帮助解决数据一致性问题。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
高并发架构系列:数据库主从同步的 3 种方案
|
缓存 NoSQL Java
Spring Boot中的分布式缓存方案
Spring Boot提供了简便的方式来集成和使用分布式缓存。通过Redis和Memcached等缓存方案,可以显著提升应用的性能和扩展性。合理配置和优化缓存策略,可以有效避免常见的缓存问题,保证系统的稳定性和高效运行。
414 3
|
SQL Java 数据库连接
canal-starter 监听解析 storeValue 不一样,同样的sql 一个在mybatis执行 一个在数据库操作,导致解析不出正确对象
canal-starter 监听解析 storeValue 不一样,同样的sql 一个在mybatis执行 一个在数据库操作,导致解析不出正确对象
|
关系型数据库 MySQL 数据处理
探索Python中的异步编程:从asyncio到异步数据库操作
在这个快节奏的技术世界里,效率和性能是关键。本文将带你深入Python的异步编程世界,从基础的asyncio库开始,逐步探索到异步数据库操作的高级应用。我们将一起揭开异步编程的神秘面纱,探索它如何帮助我们提升应用程序的性能和响应速度。
|
算法 大数据 数据库
云计算与大数据平台的数据库迁移与同步
本文详细介绍了云计算与大数据平台的数据库迁移与同步的核心概念、算法原理、具体操作步骤、数学模型公式、代码实例及未来发展趋势与挑战。涵盖全量与增量迁移、一致性与异步复制等内容,旨在帮助读者全面了解并应对相关技术挑战。
466 3