數(shù)據(jù)庫緩存最終一致性的四種方案分別是什么

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)數(shù)據(jù)庫緩存最終一致性的四種方案分別是什么，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

背景

緩存是軟件開發(fā)中一個(gè)非常有用的概念，數(shù)據(jù)庫緩存更是在項(xiàng)目中必然會(huì)遇到的場景。而緩存一致性的保證，更是在面試中被反復(fù)問到，這里進(jìn)行一下總結(jié)，針對不同的要求，選擇恰到好處的一致性方案。

緩存是什么

存儲(chǔ)的速度是有區(qū)別的。緩存就是把低速存儲(chǔ)的結(jié)果，臨時(shí)保存在高速存儲(chǔ)的技術(shù)。

如圖所示，金字塔更上面的存儲(chǔ)，可以作為下面存儲(chǔ)的緩存。我們本次的討論，主要針對數(shù)據(jù)庫緩存場景，將以redis作為mysql的緩存為案例來進(jìn)行。

為什么需要緩存

存儲(chǔ)如mysql通常支持完整的ACID特性，因?yàn)榭煽啃?，持久性等因素，性能普遍不高，高并發(fā)的查詢會(huì)給mysql帶來壓力，造成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不穩(wěn)定。同時(shí)也容易產(chǎn)生延遲。根據(jù)局部性原理，80%請求會(huì)落到20%的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)上，在讀多寫少場景，增加一層緩存非常有助提升系統(tǒng)吞吐量和健壯性。

存在問題

存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)隨著時(shí)間可能會(huì)發(fā)生變化，而緩存中的數(shù)據(jù)就會(huì)不一致。具體能容忍的不一致時(shí)間，需要具體業(yè)務(wù)具體分析，但是通常的業(yè)務(wù)，都需要做到最終一致。

redis作為mysql緩存

通常的開發(fā)模式中，都會(huì)使用mysql作為存儲(chǔ)，而redis作為緩存，加速和保護(hù)mysql。但是，當(dāng)mysql數(shù)據(jù)更新之后，redis怎么保持同步呢。

強(qiáng)一致性同步成本太高，如果追求強(qiáng)一致，那么沒必要用緩存了，直接用mysql即可。通?？紤]的，都是最終一致性。

解決方案

方案一

通過key的過期時(shí)間，mysql更新時(shí)，redis不更新。 這種方式實(shí)現(xiàn)簡單，但不一致的時(shí)間會(huì)很長。如果讀請求非常頻繁，且過期時(shí)間比較長，則會(huì)產(chǎn)生很多長期的臟數(shù)據(jù)。

優(yōu)點(diǎn)：

開發(fā)成本低，易于實(shí)現(xiàn)；

管理成本低，出問題的概率會(huì)比較小。

不足:

完全依賴過期時(shí)間，時(shí)間太短容易緩存頻繁失效，太長容易有長時(shí)間更新延遲

方案二

在方案一的基礎(chǔ)上擴(kuò)展，通過key的過期時(shí)間兜底，并且，在更新mysql時(shí)，同時(shí)更新redis。

優(yōu)點(diǎn):

相對方案一，更新延遲更小。

不足:

如果更新mysql成功，更新redis卻失敗，就退化到了方案一；

在高并發(fā)場景，業(yè)務(wù)server需要和mysql,redis同時(shí)進(jìn)行連接。這樣是損耗雙倍的連接資源，容易造成連接數(shù)過多的問題。

方案三

針對方案二的同步寫redis進(jìn)行優(yōu)化，增加消息隊(duì)列，將redis更新操作交給kafka，由消息隊(duì)列保證可靠性，再搭建一個(gè)消費(fèi)服務(wù)，來異步更新redis。

優(yōu)點(diǎn):

消息隊(duì)列可以用一個(gè)句柄，很多消息隊(duì)列客戶端還支持本地緩存發(fā)送，有效解決了方案二連接數(shù)過多的問題；

使用消息隊(duì)列，實(shí)現(xiàn)了邏輯上的解耦；

消息隊(duì)列本身具有可靠性，通過手動(dòng)提交等手段，可以至少一次消費(fèi)到redis。

不足:

依舊解決不了時(shí)序性問題，如果多臺(tái)業(yè)務(wù)服務(wù)器分別處理針對同一行數(shù)據(jù)的兩條請求，舉個(gè)栗子，a = 1； a = 5;，如果mysql中是第一條先執(zhí)行，而進(jìn)入kafka的順序是第二條先執(zhí)行，那么數(shù)據(jù)就會(huì)產(chǎn)生不一致。

引入了消息隊(duì)列，同時(shí)要增加服務(wù)消費(fèi)消息，成本較高。

方案四

通過訂閱binlog來更新redis，把我們搭建的消費(fèi)服務(wù)，作為mysql的一個(gè)slave，訂閱binlog，解析出更新內(nèi)容，再更新到redis。

優(yōu)點(diǎn):

在mysql壓力不大情況下，延遲較低；

和業(yè)務(wù)完全解耦；

解決了時(shí)序性問題。

缺點(diǎn):

要單獨(dú)搭建一個(gè)同步服務(wù)，并且引入binlog同步機(jī)制，成本較大。

關(guān)于數(shù)據(jù)庫緩存最終一致性的四種方案分別是什么就分享到這里了，希望以上內(nèi)容可以對大家有一定的幫助，可以學(xué)到更多知識(shí)。如果覺得文章不錯(cuò)，可以把它分享出去讓更多的人看到。