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  • 并发环境下,先操作数据库还是先操作缓存?

    前言

    在分布式系统中,缓存和数据库同时存在时,如果有写操作,先操作数据库还是先操作缓存呢?本文将分5种方案阐述展开对比,谢谢阅读~

    github地址,衷心感谢每一颗star

    https://github.com/whx123/JavaHome

    缓存维护方案一

    如果是一读(线程B)一写(线程A)操作,先操作缓存,再操作数据库。流程图如下所示:

    • 1.线程A发起一个写操作,第一步del cache

    • 2.线程A第二步写入新数据到DB

    • 3.线程B发起一个读操作,cache miss缓存失效了。

    • 4.线程B从DB获取最新数据

    • 5.线程B执行set cache,把从DB读到的数据,更新到缓存。

    这样看,没啥问题。我们再看第二个流程图,如下:

    • 1.线程A发起一个写操作,第一步del cache

    • 2.此时线程B发起一个读操作,cache miss

    • 3.线程B继续读DB,读出来一个老数据

    • 4.然后老数据设置入cache

    • 5.线程A写入DB最新的数据

    OK,酱紫,就有问题了吧,老数据入到缓存了,每次读都是老数据啦,缓存与数据与数据库数据不一致了

    缓存维护方案二

    上个方案是一读一写,如果是双写操作,先操作缓存,在操作数据库,会怎么样呢?

    • 1.线程A发起一个写操作,第一步set cache

    • 2.线程A第二步写入新数据到DB

    • 3.线程B发起一个写操作,set cache

    • 4.线程B第二步写入新数据到DB

    这样看,也没啥问题。,但是有时候可能事与愿违,我们再看第二个流程图,如下:

    • 1.线程A发起一个写操作,第一步set cache

    • 2.线程B发起一个写操作,第一步set cache

    • 3.线程B写入数据库到DB

    • 4.线程A写入数据库到DB

    执行完后,缓存保存的是B操作后的数据,数据库是A操作后的数据,缓存和数据库数据不一致

    缓存维护方案三

    一写(线程A)一读(线程B)操作,先操作数据库,再操作缓存

    • 1.线程A发起一个写操作,第一步write DB

    • 2.线程A第二步del cache

    • 3.线程B发起一个读操作,cache miss

    • 4.线程B从DB获取最新数据

    • 5.线程B同时set cache

    这种方案没有明显的并发问题,但是有可能步骤二删除缓存失败,虽然概率比较小,优于方案一和方案二,平时工作中也是使用方案三。

    综上对比,我们一般采用方案三,但是有没有完美全解决方案三的弊端的方法呢?

    缓存维护方案四

    这个是方案三的改进方案,都是先操作数据库再操作缓存,我们来看一下流程图:

    通过数据库的binlog异步淘汰key,以mysql为例 可以使用阿里的canal将binlog日志采集发送到MQ队列里面,然后通过ACK机制 确认处理 这条更新消息,删除缓存,保证数据缓存一致性。

    但是呢还有个问题,如果是主从数据库呢

    缓存维护方案五

    主从DB问题:因为主从DB同步存在延时时间。如果删除缓存之后,数据同步到备库之前已经有请求过来时,会从备库中读到脏数据,如何解决呢?解决方案如下流程图:

    缓存维护总结

    综上所述,在分布式系统中,缓存和数据库同时存在时,如果有写操作的时候,先操作数据库,再操作缓存。如下:

    • 1.读取缓存中是否有相关数据
    • 2.如果缓存中有相关数据value,则返回
    • 3.如果缓存中没有相关数据,则从数据库读取相关数据放入缓存中key->value,再返回
    • 4.如果有更新数据,则先更新数据库,再删除缓存
    • 5.为了保证第四步删除缓存成功,使用binlog异步删除
    • 6.如果是主从数据库,binglog取自于从库
    • 7.如果是一主多从,每个从库都要采集binlog,然后消费端收到最后一台binlog数据才删除缓存

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