高并發(fā)下先操作數(shù)據(jù)庫還是先操作緩存?

前言

在分布式系統(tǒng)中,緩存和數(shù)據(jù)庫同時存在時,如果有寫操作的時候,先操作數(shù)據(jù)庫還是先操作緩存呢?先思考一下,可能會存在哪些問題,再往下看。下面我分幾種方案闡述。

緩存維護方案一

假設(shè)有一寫(線程A)一讀(線程B)操作,先操作緩存,在操作數(shù)據(jù)庫。,如下流程圖所示:

圖片

1)線程A發(fā)起一個寫操作,第一步del cache

2)線程A第二步寫入新數(shù)據(jù)到DB

3)線程B發(fā)起一個讀操作,cache miss,

4)線程B從DB獲取最新數(shù)據(jù)

5)請求B同時set cache

這樣看,沒啥問題。我們再看第二個流程圖,如下:

圖片

1)線程A發(fā)起一個寫操作,第一步del cache

2)此時線程B發(fā)起一個讀操作,cache miss

3)線程B繼續(xù)讀DB,讀出來一個老數(shù)據(jù)

4)然后老數(shù)據(jù)入cache

5)線程A寫入了最新的數(shù)據(jù)

OK,醬紫,就有問題了吧,老數(shù)據(jù)入到緩存了,每次讀都是老數(shù)據(jù)啦,緩存與數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一致。

緩存維護方案二

雙寫操作,先操作緩存,在操作數(shù)據(jù)庫。

圖片

1)線程A發(fā)起一個寫操作,第一步set cache

2)線程A第二步寫入新數(shù)據(jù)到DB

3)線程B發(fā)起一個寫操作,set cache,

4)線程B第二步寫入新數(shù)據(jù)到DB

這樣看,也沒啥問題。,但是有時候可能事與愿違,我們再看第二個流程圖,如下:

圖片

1)線程A發(fā)起一個寫操作,第一步set cache

2)線程B發(fā)起一個寫操作,第一步setcache

3)線程B寫入數(shù)據(jù)庫到DB

4)線程A寫入數(shù)據(jù)庫到DB

執(zhí)行完后,緩存保存的是B操作后的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)庫是A操作后的數(shù)據(jù),緩存和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一致。

緩存維護方案三

一寫(線程A)一讀(線程B)操作,先操作數(shù)據(jù)庫,再操作緩存。

圖片

1)線程A發(fā)起一個寫操作,第一步write DB

2)線程A第二步del cache

3)線程B發(fā)起一個讀操作,cache miss

4)線程B從DB獲取最新數(shù)據(jù)

5)線程B同時set cache

這種方案沒有明顯的并發(fā)問題,但是有可能步驟二刪除緩存失敗,雖然概率比較小,優(yōu)于方案一和方案二,平時工作中也是使用方案三。

綜上對比,我們一般采用方案三,但是有沒有完美全解決方案三的弊端的方法呢?

緩存維護方案四

這個是方案三的改進方案,都是先操作數(shù)據(jù)庫再操作緩存,我們來看一下流程圖:
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通過數(shù)據(jù)庫的binlog異步淘汰key,以mysql為例 可以使用阿里的canal將binlog日志采集發(fā)送到MQ隊列里面,然后通過ACK機制 確認處理 這條更新消息,刪除緩存,保證數(shù)據(jù)緩存一致性。

但是呢還有個問題,如果是主從數(shù)據(jù)庫呢?

緩存維護方案五

主從DB問題:因為主從DB同步存在同時延時時間如果刪除緩存之后,數(shù)據(jù)同步到備庫之前已經(jīng)有請求過來時,會從備庫中讀到臟數(shù)據(jù),如何解決呢?解決方案如下流程圖:

圖片

緩存維護總結(jié)

綜上所述,在分布式系統(tǒng)中,緩存和數(shù)據(jù)庫同時存在時,如果有寫操作的時候,先操作數(shù)據(jù)庫,再操作緩存。如下:

(1)讀取緩存中是否有相關(guān)數(shù)據(jù)

(2)如果緩存中有相關(guān)數(shù)據(jù)value,則返回

(3)如果緩存中沒有相關(guān)數(shù)據(jù),則從數(shù)據(jù)庫讀取相關(guān)數(shù)據(jù)放入緩存中key->value,再返回

(4)如果有更新數(shù)據(jù),則先更新數(shù)據(jù),再刪除緩存

(5)為了保證第四步刪除緩存成功,使用binlog異步刪除

(6)如果是主從數(shù)據(jù)庫,binglog取自于從庫

(7)如果是一主多從,每個從庫都要采集binlog,然后消費端收到最后一臺binlog數(shù)據(jù)才刪除緩存

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