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
消息队列RocketMQ版:基础消息收发功能体验
本实验场景介绍消息队列RocketMQ版的基础消息收发功能,涵盖实例创建、Topic、Group资源创建以及消息收发体验等基础功能模块。
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
|
消息中间件 canal 缓存
项目实战:一步步实现高效缓存与数据库的数据一致性方案
Hello,大家好!我是热爱分享技术的小米。今天探讨在个人项目中如何保证数据一致性,尤其是在缓存与数据库同步时面临的挑战。文中介绍了常见的CacheAside模式,以及结合消息队列和请求串行化的方法,确保数据一致性。通过不同方案的分析,希望能给大家带来启发。如果你对这些技术感兴趣,欢迎关注我的微信公众号“软件求生”,获取更多技术干货!
267 6
项目实战:一步步实现高效缓存与数据库的数据一致性方案
|
5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
|
1月前
|
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。
59 3
|
2月前
|
设计模式 NoSQL Go
Redis 实现高效任务队列:异步队列与延迟队列详解
本文介绍了如何使用 Redis 实现异步队列和延迟队列。通过 Go 语言的 `github.com/go-redis/redis` 客户端,详细讲解了 Redis 客户端的初始化、异步队列的实现和测试、以及延迟队列的实现和测试。文章从基础连接开始,逐步构建了完整的队列系统,帮助读者更好地理解和应用这些概念,提升系统的响应速度和性能。
64 6
|
2月前
|
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
|
3月前
|
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。
|
4月前
|
存储 SQL 关系型数据库
一篇文章搞懂MySQL的分库分表,从拆分场景、目标评估、拆分方案、不停机迁移、一致性补偿等方面详细阐述MySQL数据库的分库分表方案
MySQL如何进行分库分表、数据迁移?从相关概念、使用场景、拆分方式、分表字段选择、数据一致性校验等角度阐述MySQL数据库的分库分表方案。
609 15
一篇文章搞懂MySQL的分库分表,从拆分场景、目标评估、拆分方案、不停机迁移、一致性补偿等方面详细阐述MySQL数据库的分库分表方案
|
4月前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
MySQL与Redis缓存一致性的实现与挑战
在现代软件开发中,MySQL作为关系型数据库管理系统,广泛应用于数据存储;而Redis则以其高性能的内存数据结构存储特性,常被用作缓存层来提升数据访问速度。然而,当MySQL与Redis结合使用时,确保两者之间的数据一致性成为了一个重要且复杂的挑战。本文将从技术角度分享MySQL与Redis缓存一致性的实现方法及其面临的挑战。
182 2
|
30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
|
5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。