大家好,我是楼仔呀。


(相关资料图)

之前写过一篇《高频面试:如何保障 MySQL 和 Redis 的数据一致性?》,阅读量直奔 7K,但是里面只有理论,没有实战,今天就结合技术派项目,告诉大家如何去实现 MySQL 和 Redis 的一致性。

在讲解实战部分之前,我们还是先回顾一下理论知识,根据网上的众多解决方案,我们总结出 6 种:

你可以先想想,技术派会采用哪种方案呢?

理论知识

温馨提示:如果你对理论知识已经非常清楚,可以直接跳到文章的实战部分。

不好的方案1. 先写 MySQL,再写 Redis

图解说明:

这是一副时序图,描述请求的先后调用顺序;橘黄色的线是请求 A,黑色的线是请求 B;橘黄色的文字,是 MySQL 和 Redis 最终不一致的数据;数据是从 10 更新为 11;后面所有的图,都是这个含义,不再赘述。

请求 A、B 都是先写 MySQL,然后再写 Redis,在高并发情况下,如果请求 A 在写 Redis 时卡了一会,请求 B 已经依次完成数据的更新,就会出现图中的问题。

这个图已经画的很清晰了,我就不用再去啰嗦了吧,不过这里有个前提,就是对于读请求,先去读 Redis,如果没有,再去读 DB,但是读请求不会再回写 Redis。大白话说一下,就是读请求不会更新 Redis。

2. 先写 Redis,再写 MySQL

同“先写 MySQL,再写 Redis”,看图可秒懂。

3. 先删除 Redis,再写 MySQL

这幅图和上面有些不一样,前面的请求 A 和 B 都是更新请求,这里的请求 A 是更新请求,但是请求 B 是读请求,且请求 B 的读请求会回写 Redis。

请求 A 先删除缓存,可能因为卡顿,数据一直没有更新到 MySQL,导致两者数据不一致。

这种情况出现的概率比较大,因为请求 A 更新 MySQL 可能耗时会比较长,而请求 B 的前两步都是查询,会非常快。

好的方案4. 先删除 Redis,再写 MySQL,再删除 Redis

对于“先删除 Redis,再写 MySQL”,如果要解决最后的不一致问题,其实再对 Redis 重新删除即可,这个也是大家常说的“缓存双删”。

为了便于大家看图,对于蓝色的文字,“删除缓存 10”必须在“回写缓存10”后面,那如何才能保证一定是在后面呢?网上给出的第一个方案是,让请求 A 的最后一次删除,等待 500ms。

对于这种方案,看看就行,反正我是不会用,太 Low 了,风险也不可控。

那有没有更好的方案呢,我建议异步串行化删除,即删除请求入队列

异步删除对线上业务无影响,串行化处理保障并发情况下正确删除。

如果双删失败怎么办,网上有给 Redis 加一个缓存过期时间的方案,这个不敢苟同。个人建议整个重试机制,可以借助消息队列的重试机制,也可以自己整个表,记录重试次数,方法很多。

简单小结一下:

“缓存双删”不要用无脑的 sleep 500 ms;通过消息队列的异步&串行,实现最后一次缓存删除;缓存删除失败,增加重试机制。5. 先写 MySQL,再删除 Redis

对于上面这种情况,对于第一次查询,请求 B 查询的数据是 10,但是 MySQL 的数据是 11,只存在这一次不一致的情况,对于不是强一致性要求的业务,可以容忍。(那什么情况下不能容忍呢,比如秒杀业务、库存服务等。)

当请求 B 进行第二次查询时,因为没有命中 Redis,会重新查一次 DB,然后再回写到 Reids。

这里需要满足 2 个条件:

缓存刚好自动失效;请求 B 从数据库查出 10,回写缓存的耗时,比请求 A 写数据库,并且删除缓存的还长。

对于第二个条件,我们都知道更新 DB 肯定比查询耗时要长,所以出现这个情况的概率很小,同时满足上述条件的情况更小。

6. 先写 MySQL,通过 Binlog,异步更新 Redis

这种方案,主要是监听 MySQL 的 Binlog,然后通过异步的方式,将数据更新到 Redis,这种方案有个前提,查询的请求,不会回写 Redis。

这个方案,会保证 MySQL 和 Redis 的最终一致性,但是如果中途请求 B 需要查询数据,如果缓存无数据,就直接查 DB;如果缓存有数据,查询的数据也会存在不一致的情况。

所以这个方案,是实现最终一致性的终极解决方案,但是不能保证实时性。

几种方案比较

我们对比上面讨论的 6 种方案:

先写 Redis,再写 MySQL这种方案,我肯定不会用,万一 DB 挂了,你把数据写到缓存,DB 无数据,这个是灾难性的;我之前也见同学这么用过,如果写 DB 失败,对 Redis 进行逆操作,那如果逆操作失败呢,是不是还要搞个重试?先写 MySQL,再写 Redis对于并发量、一致性要求不高的项目,很多就是这么用的,我之前也经常这么搞,但是不建议这么做;当 Redis 瞬间不可用的情况,需要报警出来,然后线下处理。先删除 Redis,再写 MySQL这种方式,我还真没用过,直接忽略吧。先删除 Redis,再写 MySQL,再删除 Redis这种方式虽然可行,但是感觉好复杂,还要搞个消息队列去异步删除 Redis。先写 MySQL,再删除 Redis比较推荐这种方式,删除 Redis 如果失败,可以再多重试几次,否则报警出来;这个方案,是实时性中最好的方案,在一些高并发场景中,推荐这种。先写 MySQL,通过 Binlog,异步更新 Redis对于异地容灾、数据汇总等,建议会用这种方式,比如 binlog + kafka,数据的一致性也可以达到秒级;纯粹的高并发场景,不建议用这种方案,比如抢购、秒杀等。

个人结论:

实时一致性方案:采用“先写 MySQL,再删除 Redis”的策略,这种情况虽然也会存在两者不一致,但是需要满足的条件有点苛刻,所以是满足实时性条件下,能尽量满足一致性的最优解。最终一致性方案:采用“先写 MySQL,通过 Binlog,异步更新 Redis”,可以通过 Binlog,结合消息队列异步更新 Redis,是最终一致性的最优解。项目实战数据更新

因为项目对实时性要求高,所以采用方案 5,先写 MySQL,再删除 Redis 的方式。

下面只是一个示例,我们将文章的标签放入 MySQL 之后,再删除 Redis,所有涉及到 DB 更新的操作都需要按照这种方式处理。

这里加了一个事务,如果 Redis 删除失败,MySQL 的更新操作也需要回滚,避免查询时读取到脏数据。

@Override@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public void saveTag(TagReq tagReq) {    TagDO tagDO = ArticleConverter.toDO(tagReq);    // 先写 MySQL    if (NumUtil.nullOrZero(tagReq.getTagId())) {        tagDao.save(tagDO);    } else {        tagDO.setId(tagReq.getTagId());        tagDao.updateById(tagDO);    }    // 再删除 Redis    String redisKey = CACHE_TAG_PRE + tagDO.getId();    RedisClient.del(redisKey);}@Override@Transactional(rollbackFor = Exception.class)public void deleteTag(Integer tagId) {    TagDO tagDO = tagDao.getById(tagId);    if (tagDO != null){        // 先写 MySQL        tagDao.removeById(tagId);        // 再删除 Redis        String redisKey = CACHE_TAG_PRE + tagDO.getId();        RedisClient.del(redisKey);    }}@Overridepublic void operateTag(Integer tagId, Integer pushStatus) {    TagDO tagDO = tagDao.getById(tagId);    if (tagDO != null){        // 先写 MySQL        tagDO.setStatus(pushStatus);        tagDao.updateById(tagDO);        // 再删除 Redis        String redisKey = CACHE_TAG_PRE + tagDO.getId();        RedisClient.del(redisKey);    }}
数据获取

这个也很简单,先查询缓存,如果有就直接返回;如果未查询到,需要先查询 DB ,再写入缓存。

我们放入缓存时,加了一个过期时间,用于兜底,万一两者不一致,缓存过期后,数据会重新更新到缓存。

@Overridepublic TagDTO getTagById(Long tagId) {    String redisKey = CACHE_TAG_PRE + tagId;    // 先查询缓存,如果有就直接返回    String tagInfoStr = RedisClient.getStr(redisKey);    if (tagInfoStr != null && !tagInfoStr.isEmpty()) {        return JsonUtil.toObj(tagInfoStr, TagDTO.class);    }    // 如果未查询到,需要先查询 DB ,再写入缓存    TagDTO tagDTO = tagDao.selectById(tagId);    tagInfoStr = JsonUtil.toStr(tagDTO);    RedisClient.setStrWithExpire(redisKey, tagInfoStr, CACHE_TAG_EXPRIE_TIME);    return tagDTO;}
测试用例
/** * @author Louzai * @date 2023/5/5 */@Slf4jpublic class MysqlRedisService extends BasicTest {    @Autowired    private TagSettingService tagSettingService;    @Test    public void save() {        TagReq tagReq = new TagReq();        tagReq.setTag("Java");        tagReq.setTagId(1L);        tagSettingService.saveTag(tagReq);        log.info("save success:{}", tagReq);    }    @Test    public void query() {        TagDTO tagDTO = tagSettingService.getTagById(1L);        log.info("query tagInfo:{}", tagDTO);    }}

我们看一下 Redis:

127.0.0.1:6379> get pai_cache_tag_pre_1"{\"tagId\":1,\"tag\":\"Java\",\"status\":1,\"selected\":null}"

以及结果输出:

后记

这篇文章很基础,也非常适用,大家可以直接下载技术派项目,里面都有代码和测试用例,代码仓库详见:https://github.com/itwanger/paicoding。

后面我会把 RabbitMQ、ES、Nacos、MongoDB 和 prometheus 都集成到技术派项目,不为其它的,存粹为了自娱自乐。

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