高併發快取資料庫不一致

2021-10-02 07:39:02 字數 1540 閱讀 7045

在一般的**的架構中,我們都會採用快取架構來抗住高併發場景下的讀請求。那麼對於寫請求,先更新快取還是先更新資料庫?

本文以商品庫存資訊為例,我們展開討論,假設剛開始資料庫庫存=100,快取中庫存=100.

1.先更新資料庫,後更新快取

這種情況下,當需要更新庫存的時候,先更新資料庫中的庫存=99,然後再更新快取=99。

但是想象一種場景,由於網路原因,資料庫更新成功,但是快取更新失敗,那麼此時來了讀請求,那麼此時會讀到快取中的資料,與資料庫中的資料不一致,那麼就會產生錯誤。

2. 先更新快取,後更新資料庫。

使用該策略,當需要更新庫存的時候,先更新快取中庫存=99,然後再更新資料庫=99。

此時假設更新完快取之後,由於網路原因,資料庫還沒有更新成功,但是此時有乙個寫請求過來,去快取中請求資料得到的是更新之後的資料,然而資料庫中還是之前的資料,這樣就產生了不一致性的問題。雖然這種不一致性情況有些牽強,有人認為,寫請求在前,讀請求在後,雖然資料庫此時沒有更新成功,但是一旦網路恢復就會更新成功,與之前讀到的是一致的,那麼我們暫且認為這種情況也可以行得通。

那麼來看看該方案下的另一種情況,如果此時有大量的寫請求,每次寫請求都需要更新快取,然後更新資料庫,假設10ms中有10個寫請求,但是只有乙個讀請求,需要更新10次快取和10次資料庫。這樣在高併發場景下會給系統帶來很大的延遲。那麼,這種方案真的可行嗎?真的是更新嗎?

3.先刪除快取,後更新資料庫

這裡要強調刪除,而不是更新,我們可以看到上面一種情況在高併發場景下根本不適用,先刪除快取,之前需要更新10次快取,10次資料庫,我們優化為只需要刪除一次快取,更新10次資料庫,當有乙個讀請求過來只是沒有命中,去資料庫讀取一下,這樣對效能的影響也不是很大。

那麼,再次思考一下,這樣做在高併發情況下真的可以保證資料庫和快取中資料一致嗎?

在高併發場景下,當乙個寫請求過來之後,我們刪除了快取,還沒有更新資料庫,緊接著來了乙個讀請求,發現快取中的資料被刪除了,去資料庫中讀取資料後返回給使用者,同時也更新到快取。在這一系列請求結束之後,寫請求才將資料庫的資料更新到最新值,此時資料不一致性的問題。

二、高併發場景下的優化方案

在上面,我們主要發現最主要的問題是資料庫沒有更新成功,讀請求就直接讀資料庫了。那麼我們是否可以讓讀請求在寫請求完成之後再去讀資料庫呢?

1.訊息佇列序列化方案

該方案的主要思路是在後台程序中我們可以建立多個佇列,然後根據hash演算法將寫請求路由到不同的佇列中,當來讀請求的時候,就加入佇列中,當寫請求處理完畢後,再去處理讀請求。

該方案需要注意以下幾點:

可能會有大量讀請求,這樣讀請求不就序列化了?因此只需要將第乙個讀請求加入佇列中,其他讀請求阻塞在cache。

需要將同乙份資料的寫請求和讀請求路由到同乙個佇列中。

這種情況下,如果對於同乙份資料有多個寫請求同時在佇列中,那麼來乙個讀請求中加入佇列中之後,一般寫請求耗時比較久,那麼讀請求會需要很久才能返回。也許是快取中根本沒有,我們只需直接去資料庫中讀取即可,但是加入佇列中卻需要等待這麼長時間。

因此,我們可以設定讀請求在佇列中的等待超時時間,當達到一定時間時還在等待,那麼直接去資料庫讀取返回即可。

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