分布式系统之数据库和缓存双写一致性

1. 缓存使用目的

缓存由于其高并发和高性能的特性，已经在项目中被广泛使用（IO cost比数据库低了几个数量级，redis是从内存中读取数据， mysql是从磁盘读取数据）

2. 读取数据

流程无异议：

1.   判断是否有缓存 
2. 有，直接返回数据给调用端. 无，跳到3 
3. 从数据库加载数据，有数据直接写入缓存，无数据则跳到4
4. 若不写入缓存， 可能发生缓存穿透(缓存穿透是指查询一个一定不存在的数据，由于缓存是不命中时需要从数据库查询，查不到数据则不写入缓存，这将导致这个不存在的数据每次请求都要到数据库去查询，造成缓存穿透。)。可以缓存空对象来解决缓存穿透问题。
5. 返回空数据。

3. 更新缓存

        3.1更新策略  

• 先更新数据库，再更新缓存
• 先删除缓存，再更新数据库
• 先更新数据库，再删除缓存

       3.2 策略分析

• 先更新数据库，再更新缓存

          技术角度分析： 多线程更新数据库和缓存时，并不能保证次序，比如A线程先发起，然后B线程后发起，但是B线程可能比A线程先更新缓存，这就导致了缓存最后的值是A线程的值导致数据库和缓存不一致

          业务角度分析：1. 加入业务是写多读少的场景，采用这种方案就会导致，数据压根还没读到，缓存就被频繁的更新，浪费性能。2. 加入写入缓存的值是要在数据库更新后，经过一系列计算再更新缓存的，采用此方案会造成性能浪费。

• 先删除缓存，再更新数据库

          比如一个写线程A, 一个读线程B，在A线程删除缓存后，B线程发现缓存不存在就去读取数据库旧值，然后更新缓存，然后A线程才更新数据库，如此也会造成数据库缓存不一致。

• 先更新数据库，再删除缓存

         这种方式同样有并发访问问题。同样2个线程，缓存失效，线程A探知缓存失效，查询数据库，取得旧值，线程B更新数据库并且删除缓存key，线程A将旧值写入缓存。

         但一般来说数据库IO远远慢比缓存IO，所以一般线程A写入缓存会发生在线程B删除缓存之前。

另外还有一个问题就是删除缓存不成功，用重试机制保障删除操作，一个是用消息队列，另一个是订阅binlog日志来更新缓存(canal)。