如何保证数据库和redis的数据一致性

1、简介

在客户端请求数据时,如果能在缓存中命中数据,那就查询缓存,不用在去查询数据库,从而减轻数据库的压力,提高服务器的性能。

2、问题如何保证两者的一致性

先更新数据库在删除缓存

难点:如何保证这两个操作都执行成功?

如果删除缓存失败了怎么办?

这次用户的投诉是因为在删除缓存(第二个操作)的时候失败了,导致缓存还是旧值,而数据库是最新值,造成数据库和缓存数据不一致的问题,会对敏感业务造成影响。

例子:

应用要把数据 X 的值从 1 更新为 2,先成功更新了数据库,然后在 Redis 缓存中删除 X 的缓存,但是这个操作却失败了,这个时候数据库中 X 的新值为 2,Redis 中的 X 的缓存值为 1,出现了数据库和缓存数据不一致的问题。

那么,后续有访问数据 X 的请求,会先在 Redis 中查询,因为缓存并没有 诶删除,所以会缓存命中,但是读到的却是旧值 1。

其实不管是先操作数据库,还是先操作缓存,只要第二个操作失败都会出现数据一致的问题。

问题原因知道了,该怎么解决呢?有两种方法:

  • 重试机制。
  • 订阅 MySQL binlog,再操作缓存。

先来说第一种。

重试机制

我们可以引入消息队列,将第二个操作(删除缓存)要操作的数据加入到消息队列,由消费者来操作数据。

  • 如果应用删除缓存失败,可以从消息队列中重新读取数据,然后再次删除缓存,这个就是重试机制。当然,如果重试超过的一定次数,还是没有成功,我们就需要向业务层发送报错信息了。
  • 如果删除缓存成功,就要把数据从消息队列中移除,避免重复操作,否则就继续重试。

举个例子,来说明重试机制的过程。

订阅 MySQL binlog,再操作缓存

先更新数据库,再删缓存」的策略的第一步是更新数据库,那么更新数据库成功,就会产生一条变更日志,记录在 binlog 里。

于是我们就可以通过订阅 binlog 日志,拿到具体要操作的数据,然后再执行缓存删除,阿里巴巴开源的 Canal 中间件就是基于这个实现的。

Canal 模拟 MySQL 主从复制的交互协议,把自己伪装成一个 MySQL 的从节点,向 MySQL 主节点发送 dump 请求,MySQL 收到请求后,就会开始推送 Binlog 给 Canal,Canal 解析 Binlog 字节流之后,转换为便于读取的结构化数据,供下游程序订阅使用。

下图是 Canal 的工作原理:

所以,如果要想保证「先更新数据库,再删缓存」策略第二个操作能执行成功,我们可以使用「消息队列来重试缓存的删除」,或者「订阅 MySQL binlog 再操作缓存」,这两种方法有一个共同的特点,都是采用异步操作缓存。

删除一个数据,相比更新一个数据更加轻量级,出问题的概率更小。在实际业务中,缓存的数据可能不是直接来自数据库表,也许来自多张底层数据表的聚合。

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