腾讯四面:MySQL 和 Redis 的数据一致性如何保障?

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关于设计模式,我看到了一篇别人写的文章,还挺不错。觉得他这篇足够入门了,建议直接点击阅读如下链接文章:

今天,我们来聊数据一致性,也是一道腾讯四面的面试题目。

这个问题很早之前我就遇到过,但是一直没有仔细去研究,上个月看了极客的课程,有一篇文章专门有过讲解,刚好有粉丝也问我这个问题,所以感觉有必要单独出一篇。

之前也看了很多相关的文章,但是感觉讲得都不好,很多文章都会去讲各种策略,比如(旁路缓存)策略、(读穿 / 写穿)策略和(写回)策略等,感觉意义真的不大,然后有的文章也只讲了部分情况,也没有告诉最优解。

我直接先抛一下结论:在满足实时性的条件下,不存在两者完全保存一致的方案,只有最终一致性方案。 根据网上的众多解决方案,总结出 6 种,直接看目录:

不好的方案

1 . 先写 MySQL,再写 Redis

图解说明:

  • 这是一个时序图,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。

那什么情况下会出现不一致的情况呢?苏三哥在文章[《如何保证数据库和缓存双写一致性?》] 有过说明。

这里需要满足 2 个条件:

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:

  1. 先写 Redis,再写 MySQL
  1. 先写 MySQL,再写 Redis
  1. 先删除 Redis,再写 MySQL
  1. 先删除 Redis,再写 MySQL,再删除 Redis
  1. 先写 MySQL,再删除 Redis
  1. 先写 MySQL,通过 Binlog,异步更新 Redis

个人结论:

这篇不难,但确实是高频考点。希望大家笔试面试都顺利。 今天先这样,咱们下次见。

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