修改數(shù)據(jù)時(shí),先更新緩存還是數(shù)據(jù)庫馏慨?

一道面試題

修改數(shù)據(jù)時(shí)埂淮,先更新緩存還是數(shù)據(jù)庫?
答:其實(shí)問題本身并沒有標(biāo)準(zhǔn)答案写隶,不同的場景有不一樣的一致性要求倔撞,要求的越多,系統(tǒng)耗費(fèi)的代價(jià)就越大慕趴,復(fù)雜度也越高痪蝇。
如果僅限于數(shù)據(jù)庫和緩存兩者之間操作先后順序,那么最容易接受的應(yīng)該先更新數(shù)據(jù)庫冕房,再刪除緩存躏啰,這種策略叫做旁路緩存策略(Cache Aside Pattern)

選擇旁路緩存策略的原因

其實(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)庫和緩存關(guān)系大體上有四種操作順序:

  1. 先更新數(shù)據(jù)庫耙册,再刪除緩存
  2. 先更新數(shù)據(jù)庫给僵,再更新緩存
  3. 先刪除緩存,再更新數(shù)據(jù)庫
  4. 先更新緩存详拙,再更新數(shù)據(jù)庫

下面分別討論四種情況肯能產(chǎn)生的問題帝际,假設(shè)A和B兩條線程并發(fā)訪問,更新數(shù)據(jù)庫同一個(gè)字段饶辙,字段原值為origin蹲诀,A更新字段的值為a,B更新字段的值為b弃揽。C線程并發(fā)讀取這個(gè)相同的字段脯爪。

先更新數(shù)據(jù)庫,再刪除緩存

一種可能的不一致問題:

  • C讀取到origin矿微,此時(shí)沒有命中緩存痕慢,直接讀取數(shù)據(jù)庫
  • A先更新數(shù)據(jù)庫a
  • A刪除緩存
  • C更新緩存為origin

此時(shí)數(shù)據(jù)庫值為a,緩存值為origin冷冗。解釋這種情況前守屉,先分析如果A和B同時(shí)更新是否會(huì)產(chǎn)生不一致呢?因?yàn)锳和B都是先更新了數(shù)據(jù)庫后刪除緩存蒿辙,這樣緩存的值實(shí)際上只依賴于讀取的線程C來更新拇泛,所以更新操作的線程A和B的并發(fā)是不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫和緩存的不一致的。
現(xiàn)在分析上面的情況思灌,首先對(duì)于數(shù)據(jù)的操作俺叭,讀請(qǐng)求要快于寫請(qǐng)求,因此在“C讀取到origin”時(shí)出現(xiàn)滯后于“A先更新數(shù)據(jù)庫a泰偿,A刪除緩存”兩個(gè)操作的情況在實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的概率本身非常低熄守,換句話說,“C更新緩存為origin”極大概率發(fā)生在“A刪除緩存”之前。加之即使偶然的錯(cuò)誤裕照,數(shù)據(jù)也是原來的值攒发,我們可以通過設(shè)置緩存的過期時(shí)間來減少這種數(shù)據(jù)不一致帶來的影響〗希或者使用“延時(shí)刪除策略”讓A線程等待一下再刪除一次緩存惠猿。
比起下面三種情況產(chǎn)生的問題,相對(duì)而言先更新數(shù)據(jù)庫负间,再刪除緩存的結(jié)果是最容易讓人接受的偶妖。

先更新數(shù)據(jù)庫,再更新緩存

A和B線程同時(shí)更新數(shù)據(jù)庫政溃,之后再更新緩存趾访,A和B的執(zhí)行先后順序無法保證,兩者操作速度基本一致董虱,因此數(shù)據(jù)庫和緩存最終寫入的是a還是b根本無法預(yù)估扼鞋,而且系統(tǒng)大概率產(chǎn)生不一致的問題。
因此空扎,在沒有任何分布式保證的前提下藏鹊,絕對(duì)不可以使用“先更新數(shù)據(jù)庫,再更新緩存”的操作順序 转锈。

先刪除緩存盘寡,再更新數(shù)據(jù)庫

刪除緩存后,A和B線程更新數(shù)據(jù)庫完全依賴到達(dá)數(shù)據(jù)庫的先后順序撮慨,而緩存的值依賴讀線程C進(jìn)行更新竿痰。這個(gè)操作順序表面上看似與第一種情況差不多,但是問題出現(xiàn)在了線程C的操作時(shí)間點(diǎn)上砌溺。

  • A刪除緩存
  • B刪除緩存
  • C讀取到origin
  • A先更新數(shù)據(jù)庫a
  • B先更新數(shù)據(jù)庫b
  • C更新緩存為origin

如上所示影涉,A和B的操作順序無法確定,但是C讀取操作的執(zhí)行速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于A和B的更新速度规伐,那么三條線程同時(shí)操作時(shí)蟹倾,大概率線程C會(huì)在A和B更新數(shù)據(jù)庫前讀到origin,此時(shí)緩存和數(shù)據(jù)庫是不一致的猖闪。比起第一種情況鲜棠,由于讀寫耗時(shí)的原因,會(huì)更大概率出現(xiàn)數(shù)據(jù)的不一致培慌。

先更新緩存豁陆,再更新數(shù)據(jù)庫

與“先更新數(shù)據(jù)庫,再更新緩存”本質(zhì)上是一樣的吵护,A和B線程并發(fā)時(shí)無法保證操作的先后順序盒音,數(shù)據(jù)和緩存無法保證一致性表鳍,而且大概率會(huì)產(chǎn)生不一致。
同樣祥诽,在沒有任何分布式保證的前提下譬圣,絕對(duì)不可以使用“先更新緩存,再更新數(shù)據(jù)庫”的操作順序 原押。


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