5個方案告訴你:高併發環境下,先操作數據庫還是先操作緩存?

前言

在分佈式系統中,緩存和數據庫同時存在時,如果有寫操作的時候,先操作數據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

假設有一寫(線程A)一讀(線程B)操作,先操作緩存,在操作數據庫,如下流程圖所示:

1)線程A發起一個寫操作,第一步del cache

2)線程A第二步寫入新數據到DB

3)線程B發起一個讀操作,cache miss,

4)線程B從DB獲取最新數據

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:

1)線程A發起一個寫操作,第一步del cache

2)此時線程B發起一個讀操作,cache miss

3)線程B繼續讀DB,讀出來一個老數據

4)然後老數據入cache

5)線程A寫入了最新的數據

OK,醬紫,就有問題了吧,老數據入到緩存了,每次讀都是老數據啦,緩存與數據與數據庫數據不一致

緩存維護方案二

雙寫操作,先操作緩存,在操作數據庫

1)線程A發起一個寫操作,第一步set cache

2)線程A第二步寫入新數據到DB

3)線程B發起一個寫操作,set cache,

4)線程B第二步寫入新數據到DB

這樣看,也沒啥問題。,但是有時候可能事與願違,我們再看第二個流程圖,如下:

1)線程A發起一個寫操作,第一步set cache

2)線程B發起一個寫操作,第一步setcache

3)線程B寫入數據庫到DB

4)線程A寫入數據庫到DB

執行完後,緩存保存的是B操作後的數據,數據庫是A操作後的數據,緩存和數據庫數據不一致

緩存維護方案三

一寫(線程A)一讀(線程B)操作,先操作數據庫,再操作緩存

1)線程A發起一個寫操作,第一步write DB

2)線程A第二步del cache

3)線程B發起一個讀操作,cache miss

4)線程B從DB獲取最新數據

5)線程B同時set cache

這種方案沒有明顯的併發問題,但是有可能步驟二刪除緩存失敗,雖然概率比較小,優於方案一和方案二,平時工作中也是使用方案三。

綜上對比,我們一般採用方案三,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,都是先操作數據庫再操作緩存,我們來看一下流程圖:

通過數據庫的binlog異步淘汰key,以mysql爲例,可以使用阿里的canal將binlog日誌採集發送到MQ隊列裏面,然後通過ACK機制確認處理 這條更新消息,刪除緩存,保證數據緩存一致性。

但是呢還有個問題,如果是主從數據庫呢

緩存維護方案五

主從DB問題:因爲主從DB同步存在同時延時時間如果刪除緩存之後,數據同步到備庫之前已經有請求過來時,會從備庫中讀到髒數據,如何解決呢?

解決方案如下流程圖:

緩存維護總結

綜上所述,在分佈式系統中,緩存和數據庫同時存在時,如果有寫操作的時候,先操作數據庫,再操作緩存。如下:

(1)讀取緩存中是否有相關數據

(2)如果緩存中有相關數據value,則返回

(3)如果緩存中沒有相關數據,則從數據庫讀取相關數據放入緩存中key->value,再返回

(4)如果有更新數據,則先更新數據,再刪除緩存

(5)爲了保證第四步刪除緩存成功,使用binlog異步刪除

(6)如果是主從數據庫,binglog取自於從庫

(7)如果是一主多從,每個從庫都要採集binlog,然後消費端收到最後一臺binlog數據才刪除緩存

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