分布式锁解决缓存双写一致性

╰+攻爆jí腚メ 2023-09-25 23:36 49阅读 0赞

### 如何解决缓存双写问题 ###

只要涉及到缓存，那么缓存双写的问题就避免不了，每一种情况下使用的方案也不相同，对于数据一致性要求不高的场景，我们可以使用**延时双删**等方案来实现，而对于一致性要求很高的场景，在之前查找的资料都是基于队列来实现，也就是所有的请求都进入一个队列，但是实现起来相对来说比较复杂。今天就使用分布式锁来实现

### 业务背景-美食分享 ###

1: 现在有一个很火的美食博主分享了一篇美食，此刻是很多人都会来查看，对于美食分享是典型的**读多写少**的场景，可以利用缓存

//根据id查询美食信息  
    public GoodsVO loadGoodsInfoById(Long id) {
      //从redis中拿用户信息
      Object obj = redisTemplate.opsForValue().get(GOODS_KEY + id);
      if(obj == null) {
          //如果redis中不存在，就从数据库中获取
          GoodsVO goods = loadGoodsFromDb(id);
          //将结果保存到redis中
          redisTemplate.opsForValue().set(GOODS_KEY+id,JSONUtil.toJsonPrettyStr(goods));
          return fileUser;
      }
      return JSONUtil.toBean(obj.toString(), GoodsVO.class);
    }
    复制代码

//编辑美食信息
    public void modifyGoodsById(GoodsVO goodsVO) throws Exception{
        //删除缓存
        redisTemplate.delete(GOODS_KEY + goodsVO.getId());
        //更新用户信息
        goodsMapper.updateById(goodsVO);
        //删除缓存
        Thread.sleep(1000);
        redisTemplate.delete(GOODS_KEY + goodsVO.getId());
    }
    复制代码

而对于更新数据的时候是先更新缓存还是先更新数据库呢？

1:先更新缓存再更新数据库

*  如果更新缓存成功，更新数据库失败，那么缓存中的数据就是脏数据，与数据库数据不一致

2:先更新数据库再更新缓存

*  更新数据库成功，但是此时更新缓存失败，那么缓存中的还是脏数据，与数据库数据不一致

3:延时双删 - 先删除缓存，再更新数据库，最后再删除缓存

*  即使第一次删除缓存失败了，后续的更新数据库操作也不会执行，此时来读取的线程发现缓存中没有数据，从数据库读取最新的。
 *  第一次删除缓存成功，更新数据库失败，此时来读取的线程发现缓存中没有数据，从数据库读取最新的。
 *  第一次删除缓存成功，更新数据库成功，第二次删除缓存成功，那么来读取的线程发现缓存中没有数据，从数据库读取最新的。
 *  第一次删除除缓存成功，更新数据库成功，第二次删除缓存失败，这时候就会有问题了

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问题一：Thread-A第一次删除缓存成功，然后更新数据，但是这时候不知道怎么了，可能是线程阻塞了或者其它原因，导致还没有开始更新数据库，这时候另外一个线程Thread-B来读取数据了，读取到数据之后将数据放到缓存中，这时候Thread-A才开始更新数据库，但是Thread-A在第二次删除缓存的时候失败了，此时就导致缓存中的数据是之前的旧数据，与数据库的数据不一致

问题二：假设修改的时候都没问题，第二次删除的缓存的时候都正常，这时候读取数据的时候缓存里面肯定就没有了，这时候就要从数据库读取，如果这时候一下子并发量很高，那么这些线程都要从数据库中查询，这时候数据库都有可能直接挂掉

### 分布式锁 ###

查询

//根据id查询美食信息  
    public GoodsVO loadGoodsInfoById(Long id) {
      //从redis中拿用户信息
      Object obj = redisTemplate.opsForValue().get(GOODS_KEY + id);
      if(obj == null) {
          //如果redis中不存在，就从数据库中获取
          GoodsVO goods = loadGoodsFromDb(id);
          return fileUser;
      }
      return JSONUtil.toBean(obj.toString(), GoodsVO.class);
    }
    
    //查询缓存中没有，这时候就要去数据库中查询
    public String getGoodInfoFromDb(Long id) {
        //此时这里要加的锁和 modifyGoodsById()方法加的应该是同一把锁，这样才能保证双写一致性
        boolean lock = redisLock.tryLock(GOODS_KEY+id);
        if(!lock) {
        	//获取锁失败,尝试从缓存中获取
        	Object obj = redisTemplate.opsForValue().get(GOODS_KEY + id);
          if(obj != null){
              return JSONUtil.toBean(obj.toString(), GoodsVO.class);
          }else{
              //直接返回一个操作频繁的信息给前端
              throw new GloableException("访问频繁，请稍后再试");
          }
        }
        try{
            //获取到锁了
            //尝试从缓存中拿
            Object obj = redisTemplate.opsForValue().get(GOODS_KEY + id);
            if(obj != null) {
                return JSONUtil.toBean(obj.toString(), GoodsVO.class);
            }
            //缓存中没有，从MySql中拿
            GoodsVO goods = goodsMapper.selectById(id);
            if(goods == null) {
                //为了解决缓存穿透的问题
                redisTemplate.opsForValue().set(GOODS_NULL_KEY + id);
                return null;
            }
            //将数据库查到的数据放到缓存中
            redisTemplate.opsForValue().set(GOODS_KEY+id,JSONUtil.toJsonPrettyStr(goods));
            return goods;
        }finally{
           //释放锁
           redisLock.unLock(GOODS_KEY+goodsVO.getId());
        }
    }
    复制代码

修改

//编辑美食信息
    public void modifyGoodsById(GoodsVO goodsVO) throws Exception{
        //尝试获取锁
        boolean lock = redisLock.tryLock(GOODS_KEY+goodsVO.getId());
        if(!lock) {
          	//直接返回一个操作频繁的信息给前端
            throw new GloableException("更新数据失败,请稍后再试.....");
        }
        try{
            //获取到锁了
            //更新用户信息
            goodsMapper.updateById(goodsVO);
            //更新完之后，将数据库最新的数据更新到缓存中
            redisTemplate.opsForValue().set(GOODS_KEY+id,JSONUtil.toJsonPrettyStr(goodsVO));
        }finally{
            //释放锁
            redisLock.unLock(GOODS_KEY+goodsVO.getId());
        }
    }
    复制代码

现在第一次来访问数据，返现Redis中没有，这时候就会去MySql中查，但是只有获取到锁的线程才可以去数据库中查，所以此时只有一个线程访问数据库，这时候即使有线程要去修改数据，由于锁已经被拿走了，无法获取到锁，也就无法修改，保证了数据一致性。

假设现在修改的线程获取到锁了。由于之前Redis中已经有数据了，此时所有读取数据的线程都从Redis中拿，当修改完数据之后，重新设置缓存，此时缓存中的数据就是最新的

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