4 种数据库缓存最终一致性的优缺点对比？最终选择方案四！

清疚 2022-12-04 01:25 167阅读 0赞

![0D5F937FE12312312D81F17F.jpg][]

java大数据修炼之道

互联网/程序员/职场/

技术/面经/资源共享

[关注][Link 1]关注

阅读本文大概需要 4 分钟。

来自：叶不闻 jjuejin.im/post/5d5c99b66fb9a06ae072060d

# 背景 #

缓存是软件开发中一个非常有用的概念，数据库缓存更是在项目中必然会遇到的场景。而缓存一致性的保证，更是在面试中被反复问到，这里进行一下总结，针对不同的要求，选择恰到好处的一致性方案。

# 缓存是什么 #

存储的速度是有区别的。缓存就是把低速存储的结果，临时保存在高速存储的技术。

![format_png][]

如图所示，金字塔更上面的存储，可以作为下面存储的缓存。

我们本次的讨论，主要针对数据库缓存场景，将以redis作为mysql的缓存为案例来进行。

# 为什么需要缓存 #

存储如mysql通常支持完整的ACID特性，因为可靠性，持久性等因素，性能普遍不高，高并发的查询会给mysql带来压力，造成数据库系统的不稳定。同时也容易产生延迟。根据局部性原理，80%请求会落到20%的热点数据上，在读多写少场景，增加一层缓存非常有助提升系统吞吐量和健壮性。

# 存在问题 #

存储的数据随着时间可能会发生变化，而缓存中的数据就会不一致。具体能容忍的不一致时间，需要具体业务具体分析，但是通常的业务，都需要做到最终一致。

# redis作为mysql缓存 #

通常的开发模式中，都会使用mysql作为存储，而redis作为缓存，加速和保护mysql。但是，当mysql数据更新之后，redis怎么保持同步呢。

强一致性同步成本太高，如果追求强一致，那么没必要用缓存了，直接用mysql即可。通常考虑的，都是最终一致性。

## 解决方案 ##

### 方案一 ###

通过key的过期时间，mysql更新时，redis不更新。这种方式实现简单，但不一致的时间会很长。如果读请求非常频繁，且过期时间比较长，则会产生很多长期的脏数据。

优点：

*  开发成本低，易于实现；
 *  管理成本低，出问题的概率会比较小。

不足

*  完全依赖过期时间，时间太短容易缓存频繁失效，太长容易有长时间更新延迟（不一致）

### 方案二 ###

在方案一的基础上扩展，通过key的过期时间兜底，并且，在更新mysql时，同时更新redis。

![format_png 1][]

同时更新redis

优点

*  相对方案一，更新延迟更小。

不足

*  如果更新mysql成功，更新redis却失败，就退化到了方案一；
 *  在高并发场景，业务server需要和mysql,redis同时进行连接。这样是损耗双倍的连接资源，容易造成连接数过多的问题。

### 方案三 ###

针对方案二的同步写redis进行优化，增加消息队列，将redis更新操作交给kafka，由消息队列保证可靠性，再搭建一个消费服务，来异步更新redis。

![format_png 2][]

优点

*  消息队列可以用一个句柄，很多消息队列客户端还支持本地缓存发送，有效解决了方案二连接数过多的问题；
 *  使用消息队列，实现了逻辑上的解耦；
 *  消息队列本身具有可靠性，通过手动提交等手段，可以至少一次消费到redis。

不足

*  依旧解决不了时序性问题，如果多台业务服务器分别处理针对同一行数据的两条请求，举个栗子，a = 1；a = 5;，如果mysql中是第一条先执行，而进入kafka的顺序是第二条先执行，那么数据就会产生不一致。
 *  引入了消息队列，同时要增加服务消费消息，成本较高。

### 方案四 ###

通过订阅binlog来更新redis，把我们搭建的消费服务，作为mysql的一个slave，订阅binlog，解析出更新内容，再更新到redis。

![format_png 3][]

优点

*  在mysql压力不大情况下，延迟较低；
 *  和业务完全解耦；
 *  解决了时序性问题。

缺点

*  要单独搭建一个同步服务，并且引入binlog同步机制，成本较大。

# 总结 #

### 方案选型 ###

1.  首先确认产品上对延迟性的要求，如果要求极高，且数据有可能变化，别用缓存。
2.  通常来说，方案1就够了，笔者咨询过4，5个团队，基本都是用方案1，因为能用缓存方案，通常是读多写少场景，同时业务上对延迟具有一定的包容性。方案1没有开发成本，其实比较实用。
3.  如果想增加更新时的即时性，就选择方案2，不过没必要做重试保证之类的。
4.  方案3，方案4针对于对延时要求比较高业务，一个是推模式，一个是拉模式，而方案4具备更强的可靠性，既然都愿意花功夫做处理消息的逻辑，不如一步到位，用方案4。

### 结论 ###

一般情况，方案1够用。若延时要求高，直接选择方案4。如果是面试场景，从简单讲到复杂，面试官会一步一步追问，咱们就一点点推导，宾主尽欢。

![format_png 4][]

\-- < End > --

####  ####

**最近热文推荐：**

1、[不要再自己封装各种Util工具类了，这款神仙级框架你值得拥有！][Util]

2、[Cookie、Session、Token、JWT 还傻傻分不清楚？][Cookie_Session_Token_JWT]

3、[绝了！一个妹子 rm -rf 把公司整个数据库删没了...][rm -rf _...]

4、[单怼多线程，60道面试题，你能答上几个？（附答案）][60]

5、[这21 个刁钻的HashMap 面试题，我把阿里面试官吊打了！][21 _HashMap]

6、[用 float 存储金额，老板说损失从工资里扣！][float]

7、[美女同事被开除了，因用了Insert into select语句！][Insert into select]

8、[*【收藏了】10分钟读懂进程线程、同步异步、阻塞非阻塞、并发并行*][10]

**看完本文有收获？请转发分享给更多有需要的人**

####  ####

关注 java大数据修炼之道

**![format_png 5][]**每天学习java技术，你想学的Java知识这里都有！**![format_png 5][]**

![format_png 6][]

微信扫描二维码，关注我的公众号

写留言

朕已阅 ![format_png 7][]

[0D5F937FE12312312D81F17F.jpg]: /images/20221123/90d0668d8eb74a86be6875ab5d7949c1.png
[Link 1]: https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d748ccb65e5e04d62e8db54b1aa585565f7f06c127ac7061709ba762c822908db1d3a0ea&idx=2&mid=2247489924&scene=21&sn=83a8b93a664163ea52ed05b78aea0762#wechat_redirect
[format_png]: /images/20221123/f1844fd1f8f6478bbcb10953c40cfa36.png
[format_png 1]: /images/20221123/ccfc113f9f6a4f828f605cb70a90eec3.png
[format_png 2]: /images/20221123/af46423e9bb44a6cbd6e72f0b6150f2e.png
[format_png 3]: /images/20221123/99bce3152d474240ab29721bcd35f194.png
[format_png 4]: /images/20221123/39b7ba6c31614fae84437a7bd46cc26f.png
[Util]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d018ccb6590e0f15d9a0ee265d823037b6f24090392cdc984faa48800c2690623b02619c&idx=1&mid=2247491284&scene=21&sn=5516f79588faade1fc3ee86d78011862#wechat_redirect
[Cookie_Session_Token_JWT]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d0e7ccb659f156336d78385c2cd5f0d52a68ac0ee49f63f8ec77278dd1d49c4cc6d147f1&idx=1&mid=2247491115&scene=21&sn=c9fadbf53f43d5278cb40c96bfd62a0b#wechat_redirect
[rm -rf _...]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d0c3ccb659d5129a08c2b746217c443a62d5236c6cf04f34448a16d509b3cb7c44e347f5&idx=1&mid=2247491087&scene=21&sn=4745908795fa45993bc313ee957fb225#wechat_redirect
[60]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d557ccb65c41ec5d3b7dedd6c7a22949ddcb5de1406de482c3b702a1a4768c66b730b219&idx=1&mid=2247490459&scene=21&sn=66bc23ae41a8abcb9a6f00be754b2e47#wechat_redirect
[21 _HashMap]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d429ccb65d3fc4be6ab008e4318d3beeccb1394801c72e33cbb9fd162868dce2b9b0c0f2&idx=1&mid=2247490277&scene=21&sn=63d44db7ae6930f25478119f423227d4#wechat_redirect
[float]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d5cdccb65cdb97329d4ab51a9362c0515d6fe70c3def3dfa370cc2439fef10f9c2a87c51&idx=1&mid=2247490305&scene=21&sn=5649957d74d035a0919293b92a5659f6#wechat_redirect
[Insert into select]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d343ccb65a55d1535060cccf47478201bbc53f7d3699ee1a2b20c6326b77f1cfae3c51cf&idx=1&mid=2247490959&scene=21&sn=930c3bdbb57de8c1c6af4ad5207f7269#wechat_redirect
[10]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NjczNTM5NQ%3D%3D&chksm=fbc1d748ccb65e5e8bfe2334dac9c4a1678fa77a4b1c6bb230fb4442682c36120cfb8d8941ae&idx=1&mid=2247489924&scene=21&sn=40b4b841430ae75879b25545291dbf0a#wechat_redirect
[format_png 5]: /images/20221123/b19cc5dd2229482092a14a293822057c.png
[format_png 6]: /images/20221123/04b52e74f2574b1bbbc2c8a9b95cfa2b.png
[format_png 7]: /images/20221123/ab6b3f9bf0d647ad922314b9d63b010e.png