如何保证 Redis 缓存与数据库双写一致性？

做者：不学无数的程序员
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在作系统优化时，想到了将数据进行分级存储的思路。由于在系统中会存在一些数据，有些数据的实时性要求不高，好比一些配置信息。

基本上配置了好久才会变一次。而有一些数据实时性要求很是高，好比订单和流水的数据。因此这里根据数据要求实时性不一样将数据分为三级。

• 第1级：订单数据和支付流水数据；这两块数据对实时性和精确性要求很高，因此不添加任何缓存，读写操做将直接操做数据库。
• 第2级：用户相关数据；这些数据和用户相关，具备读多写少的特征，因此咱们使用redis进行缓存。
• 第3级：支付配置信息；这些数据和用户无关，具备数据量小，频繁读，几乎不修改的特征，因此咱们使用本地内存进行缓存。

可是只要使用到缓存，不管是本地内存作缓存仍是使用 redis 作缓存，那么就会存在数据同步的问题，由于配置信息缓存在内存中，而内存时没法感知到数据在数据库的修改。这样就会形成数据库中的数据与缓存中数据不一致的问题。

接下来就讨论一下关于保证缓存和数据库双写时的数据一致性。

解决方案

那么咱们这里列出来全部策略，而且讨论他们优劣性。

1. 先更新数据库，后更新缓存
2. 先更新数据库，后删除缓存
3. 先更新缓存，后更新数据库
4. 先删除缓存，后更新数据库

先更新数据库，后更新缓存

这种场景通常是没有人使用的，主要缘由是在更新缓存那一步，为何呢？由于有的业务需求缓存中存在的值并非直接从数据库中查出来的，有的是须要通过一系列计算来的缓存值，那么这时候后你要更新缓存的话其实代价是很高的。若是此时有大量的对数据库进行写数据的请求，可是读请求并很少，那么此时若是每次写请求都更新一下缓存，那么性能损耗是很是大的。

举个例子好比在数据库中有一个值为 1 的值，此时咱们有 10 个请求对其每次加一的操做，可是这期间并无读操做进来，若是用了先更新数据库的办法，那么此时就会有十个请求对缓存进行更新，会有大量的冷数据产生，若是咱们不更新缓存而是删除缓存，那么在有读请求来的时候那么就会只更新缓存一次。

先更新缓存，后更新数据库

这一种状况应该不须要咱们考虑了吧，和第一种状况是同样的。

先删除缓存，后更新数据库

该方案也会出问题，具体出现的缘由以下。

此时来了两个请求，请求 A（更新操做） 和请求 B（查询操做）

1. 请求 A 会先删除 Redis 中的数据，而后去数据库进行更新操做
2. 此时请求 B 看到 Redis 中的数据时空的，会去数据库中查询该值，补录到 Redis 中
3. 可是此时请求 A 并无更新成功，或者事务还未提交

那么这时候就会产生数据库和 Redis 数据不一致的问题。如何解决呢？其实最简单的解决办法就是延时双删的策略。

可是上述的保证事务提交完之后再进行删除缓存还有一个问题，就是若是你使用的是 Mysql 的读写分离的架构的话，那么其实主从同步之间也会有时间差。

此时来了两个请求，请求 A（更新操做） 和请求 B（查询操做）

1. 请求 A 更新操做，删除了 Redis
2. 请求主库进行更新操做，主库与从库进行同步数据的操做
3. 请 B 查询操做，发现 Redis 中没有数据
4. 去从库中拿去数据
5. 此时同步数据还未完成，拿到的数据是旧数据

此时的解决办法就是若是是对 Redis 进行填充数据的查询数据库操做，那么就强制将其指向主库进行查询。

先更新数据库，后删除缓存

问题：这一种状况也会出现问题，好比更新数据库成功了，可是在删除缓存的阶段出错了没有删除成功，那么此时再读取缓存的时候每次都是错误的数据了。

此时解决方案就是利用消息队列进行删除的补偿。具体的业务逻辑用语言描述以下：

1. 请求 A 先对数据库进行更新操做
2. 在对 Redis 进行删除操做的时候发现报错，删除失败
3. 此时将Redis 的 key 做为消息体发送到消息队列中
4. 系统接收到消息队列发送的消息后再次对 Redis 进行删除操做

可是这个方案会有一个缺点就是会对业务代码形成大量的侵入，深深的耦合在一块儿，因此这时会有一个优化的方案，咱们知道对 Mysql 数据库更新操做后再 binlog 日志中咱们都可以找到相应的操做，那么咱们能够订阅 Mysql 数据库的 binlog 日志对缓存进行操做。

总结

每种方案各有利弊，好比在第二种先删除缓存，后更新数据库这个方案咱们最后讨论了要更新 Redis 的时候强制走主库查询就能解决问题，那么这样的操做会对业务代码进行大量的侵入，可是不须要增长的系统，不须要增长总体的服务的复杂度。

最后一种方案咱们最后讨论了利用订阅 binlog 日志进行搭建独立系统操做 Redis，这样的缺点其实就是增长了系统复杂度。其实每一次的选择都须要咱们对于咱们的业务进行评估来选择，没有一种技术是对于全部业务都通用的。没有最好的，只有最适合咱们的。

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