MySQL 数据同步到 Redis 缓存方案

今天药忘吃喽~ 2023-10-11 21:07 28阅读 0赞

为了减轻数据库的压力，我们一般会通过加入缓存的方式来解决，本着 **先查询缓存在查询数据库**的原则，那么数据库中的数据如何写入缓存则成为首要问题。本文就以redis缓存为例带着大家一起了解一下数据同步的方案。

MySQL与Redis缓存的同步的两种方案主要有两种：

*  方案1：通过MySQL自动同步刷新Redis，MySQL触发器+UDF函数实现
 *  方案2：解析MySQL的**binlog**实现，将数据库中的数据同步到Redis

## 1.UDF的实现方式 ##

> MySQL 数据库除了系统提供的内置函数外，还提供了用户自定义函数的功能UDF(User defined Function)。

### 1.1 为什么需要用UDF ###

既然MySQL本身提供了大量的函数，并且也支持定义函数，为什么我们还需要UDF呢？这主要基于以下几点：

1、UDF的兼容性很好，这得益于MySQL的UDF基本上没有变动

2、比存储方法具有更高的执行效率，并支持聚集函数

3、相比修改代码增加函数，更加方便简单

当然UDF也是有缺点的，这是因为UDF也处于mysqld的内存空间中，不谨慎的内存使用很容易导致mysqld crash掉。

### 1.2 UDF几个常用的API ###

name\_init()

在执行SQL之前会被调用，主要做一些初始化的工作，比如分配后续用到的内存、初始化变量、检查参数是否合法等。

name\_deinit()

在执行完SQL后调用，大多用于内存清理等工作。init和deinit这两个函数都是可选的

name()

UDF的主要处理函数，当为单次调用型时，可以处理每一行的数据；当为聚集函数时，则返回Group by后的聚集结果。

name\_add()

在每个分组中每行调用

name\_clear()

在每个分组之后调用

### 1.3 UDF方案下的数据同步过程 ###

过程大致如下：

*  在MySQL中对要操作的数据设置触发器Trigger，监听操作
 *  客户端（NodeServer）向MySQL中写入数据时，触发器会被触发，触发之后调用MySQL的UDF函数
 *  UDF函数可以把数据写入到Redis中，从而达到同步的效果

![在这里插入图片描述][cce5fac428f949fab05f9cd6eb874731.png_pic_center]

方案分析：

*  这种方案适合于读多写少，并且不存并发写的场景
 *  因为MySQL触发器本身就会造成效率的降低，如果一个表经常被操作，这种方案显示是不合适的

## 2.解析binlog的实现方式 ##

> binlog 是**归档日志**，属于 **MySQL Server** 层的日志。可以实现**主从复制**和**数据恢复**数据恢复两个作用。当需要恢复数据时，可以取出某个时间范围内的binlog 进行重放恢复即可。

在介绍该方案之前我们先来介绍一下MySQL复制的原理，如下图所示：  
![在这里插入图片描述][10a7c00cc894485ea90aa22645b739f3.png_pic_center]

主服务器操作数据，并将数据写入Bin log

从服务器调用I/O线程读取主服务器的Bin log，并且写入到自己的**Relay log**（中继日志）中，再调用SQL线程从Relay log中解析数据，从而同步到自己的数据库中

更详细的主从复制原理可以移步此处：[《mysql设置主从数据库的同步》][mysql]

上面MySQL的整个复制流程可以总结为一句话，那就是：从服务器读取主服务器Bin log中的数据，从而同步到自己的数据库中

我们的方案也是如此，就是在概念上把主服务器改为MySQL，把从服务器改为Redis而已（如下图所示），当MySQL中有数据写入时，我们就解析MySQL的Bin log，然后将解析出来的数据写入到Redis中，从而达到同步的效果  
![在这里插入图片描述][98106ef7f5354dd7a397a27b45fd5048.png_pic_center]

我下面以实际开发的场景为例，给大家进行一个实例分析。  
操作对象：云服务器数据库、本地数据库、redis缓存

其中云数据库与本地数据库是主从关系。云数据库作为主数据库主要提供写，本地数据库作为从数据库从主数据库中读取数据。

我们要达到的目的的则是**本地数据库读取到数据之后，解析Bin log，然后将数据写入写入同步到Redis中，然后客户端从Redis读数据**，整体流程如下图所示：  
![在这里插入图片描述][47c525f9e76c46608e3feef116807772.png_pic_center]

业务场景很简单，唯一的技术难度则是如何解析MySQL的Bin Log。

这需要对binlog文件以及MySQL有非常深入的理解，同时由于binlog存在Statement、Row、Mixedlevel多种形式，分析binlog实现同步的工作量是非常大的。

当然我们能够想到的很多公司也肯定想的到，并且准备了很多优秀的开源项目，其中比较推荐的则是阿里巴巴旗下的一款开源项目**Canal**，纯Java开发。**基于数据库增量日志解析，提供增量数据订阅&消费**，目前主要支持了MySQL（也支持mariaDB）

具体的操作可移步：[《基于Canal的Mysql&Redis数据同步实现》][Canal_Mysql_Redis]

但是在实际开发中可能有人会用下面的方案：  
**客户端有数据来了之后，先将其保存到Redis中，然后再同步到MySQL中**

这种方案本身也是不安全/不可靠的，因此如果Redis存在短暂的宕机或失效，那么会丢失数据，具体原因可以参考：[《如何保证数据库和缓存双写一致性》][Link 1]，因为这篇文章已经将数据同步一致性所有的场景分析的很详细了，所以本文便不做介绍了。

[cce5fac428f949fab05f9cd6eb874731.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/cce5fac428f949fab05f9cd6eb874731.png#pic_center
[10a7c00cc894485ea90aa22645b739f3.png_pic_center]: https://img-blog.csdnimg.cn/10a7c00cc894485ea90aa22645b739f3.png#pic_center
[mysql]: https://blog.csdn.net/zhiyikeji/article/details/121970369
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[Canal_Mysql_Redis]: https://blog.csdn.net/zhiyikeji/article/details/129987458?spm=1001.2014.3001.5501
[Link 1]: https://blog.csdn.net/zhiyikeji/article/details/123940351