為什么寫這篇文章廊驼？
首先，緩存由于其高并發(fā)和高性能的特性惋砂，已經(jīng)在項(xiàng)目中被廣泛使用妒挎。在讀取緩存方面，大家沒啥疑問(wèn)西饵，都是按照下圖的流程來(lái)進(jìn)行業(yè)務(wù)操作酝掩。
但是在更新緩存方面，對(duì)于更新完數(shù)據(jù)庫(kù)眷柔，是更新緩存呢期虾，還是刪除緩存。又或者是先刪除緩存驯嘱，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)镶苞，其實(shí)大家存在很大的爭(zhēng)議。目前沒有一篇全面的博客鞠评，對(duì)這幾種方案進(jìn)行解析茂蚓。于是博主戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢，頂著被大家噴的風(fēng)險(xiǎn)谢澈，寫了這篇文章煌贴。
文章結(jié)構(gòu)
本文由以下三個(gè)部分組成
1、講解緩存更新策略
2锥忿、對(duì)每種策略進(jìn)行缺點(diǎn)分析
3牛郑、針對(duì)缺點(diǎn)給出改進(jìn)方案
正文
先做一個(gè)說(shuō)明，從理論上來(lái)說(shuō)敬鬓，給緩存設(shè)置過(guò)期時(shí)間淹朋，是保證最終一致性的解決方案。這種方案下钉答，我們可以對(duì)存入緩存的數(shù)據(jù)設(shè)置過(guò)期時(shí)間础芍，所有的寫操作以數(shù)據(jù)庫(kù)為準(zhǔn)，對(duì)緩存操作只是盡最大努力即可数尿。也就是說(shuō)如果數(shù)據(jù)庫(kù)寫成功仑性，緩存更新失敗，那么只要到達(dá)過(guò)期時(shí)間右蹦，則后面的讀請(qǐng)求自然會(huì)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取新值然后回填緩存诊杆。因此歼捐，接下來(lái)討論的思路不依賴于給緩存設(shè)置過(guò)期時(shí)間這個(gè)方案。
在這里晨汹，我們討論三種更新策略：
先更新數(shù)據(jù)庫(kù)豹储，再更新緩存
先刪除緩存，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)
先更新數(shù)據(jù)庫(kù)淘这，再刪除緩存
應(yīng)該沒人問(wèn)我剥扣，為什么沒有先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)這種策略铝穷。
(1)先更新數(shù)據(jù)庫(kù)钠怯，再更新緩存
這套方案，大家是普遍反對(duì)的氧骤。為什么呢呻疹？有如下兩點(diǎn)原因。
原因一（線程安全角度）
同時(shí)有請(qǐng)求A和請(qǐng)求B進(jìn)行更新操作筹陵，那么會(huì)出現(xiàn)
（1）線程A更新了數(shù)據(jù)庫(kù)
（2）線程B更新了數(shù)據(jù)庫(kù)
（3）線程B更新了緩存
（4）線程A更新了緩存
這就出現(xiàn)請(qǐng)求A更新緩存應(yīng)該比請(qǐng)求B更新緩存早才對(duì)刽锤，但是因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)等原因，B卻比A更早更新了緩存朦佩。這就導(dǎo)致了臟數(shù)據(jù)并思，因此不考慮。
原因二（業(yè)務(wù)場(chǎng)景角度）
有如下兩點(diǎn)：
（1）如果你是一個(gè)寫數(shù)據(jù)庫(kù)場(chǎng)景比較多语稠，而讀數(shù)據(jù)場(chǎng)景比較少的業(yè)務(wù)需求宋彼，采用這種方案就會(huì)導(dǎo)致，數(shù)據(jù)壓根還沒讀到仙畦，緩存就被頻繁的更新输涕，浪費(fèi)性能。
（2）如果你寫入數(shù)據(jù)庫(kù)的值慨畸，并不是直接寫入緩存的莱坎，而是要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的計(jì)算再寫入緩存。那么寸士，每次寫入數(shù)據(jù)庫(kù)后檐什，都再次計(jì)算寫入緩存的值，無(wú)疑是浪費(fèi)性能的弱卡。顯然乃正，刪除緩存更為適合。
接下來(lái)討論的就是爭(zhēng)議最大的婶博，先刪緩存瓮具，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)。還是先更新數(shù)據(jù)庫(kù)，再刪緩存的問(wèn)題搭综。
(2)先刪緩存垢箕，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)
該方案會(huì)導(dǎo)致不一致的原因是划栓。同時(shí)有一個(gè)請(qǐng)求A進(jìn)行更新操作兑巾，另一個(gè)請(qǐng)求B進(jìn)行查詢操作。那么會(huì)出現(xiàn)如下情形:
（1）請(qǐng)求A進(jìn)行寫操作忠荞，刪除緩存
（2）請(qǐng)求B查詢發(fā)現(xiàn)緩存不存在
（3）請(qǐng)求B去數(shù)據(jù)庫(kù)查詢得到舊值
（4）請(qǐng)求B將舊值寫入緩存
（5）請(qǐng)求A將新值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
上述情況就會(huì)導(dǎo)致不一致的情形出現(xiàn)蒋歌。而且，如果不采用給緩存設(shè)置過(guò)期時(shí)間策略委煤，該數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)都是臟數(shù)據(jù)堂油。
那么，如何解決呢碧绞？采用延時(shí)雙刪策略
偽代碼如下
publicvoidwrite(String key,Object data){? ? ? ? redis.delKey(key);? ? ? ? db.updateData(data);? ? ? ? Thread.sleep(1000);? ? ? ? redis.delKey(key);? ? }
轉(zhuǎn)化為中文描述就是
（1）先淘汰緩存
（2）再寫數(shù)據(jù)庫(kù)（這兩步和原來(lái)一樣）
（3）休眠1秒府框，再次淘汰緩存
這么做，可以將1秒內(nèi)所造成的緩存臟數(shù)據(jù)讥邻，再次刪除迫靖。
那么，這個(gè)1秒怎么確定的兴使，具體該休眠多久呢系宜？
針對(duì)上面的情形，讀者應(yīng)該自行評(píng)估自己的項(xiàng)目的讀數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的耗時(shí)发魄。然后寫數(shù)據(jù)的休眠時(shí)間則在讀數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯的耗時(shí)基礎(chǔ)上盹牧，加幾百ms即可。這么做的目的励幼，就是確保讀請(qǐng)求結(jié)束汰寓，寫請(qǐng)求可以刪除讀請(qǐng)求造成的緩存臟數(shù)據(jù)。
如果你用了mysql的讀寫分離架構(gòu)怎么辦苹粟？
ok有滑，在這種情況下，造成數(shù)據(jù)不一致的原因如下六水，還是兩個(gè)請(qǐng)求俺孙，一個(gè)請(qǐng)求A進(jìn)行更新操作，另一個(gè)請(qǐng)求B進(jìn)行查詢操作掷贾。
（1）請(qǐng)求A進(jìn)行寫操作睛榄，刪除緩存
（2）請(qǐng)求A將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫(kù)了，
（3）請(qǐng)求B查詢緩存發(fā)現(xiàn)想帅，緩存沒有值
（4）請(qǐng)求B去從庫(kù)查詢场靴，這時(shí)，還沒有完成主從同步，因此查詢到的是舊值
（5）請(qǐng)求B將舊值寫入緩存
（6）數(shù)據(jù)庫(kù)完成主從同步旨剥，從庫(kù)變?yōu)樾轮?/p>
上述情形咧欣，就是數(shù)據(jù)不一致的原因。還是使用雙刪延時(shí)策略轨帜。只是魄咕，睡眠時(shí)間修改為在主從同步的延時(shí)時(shí)間基礎(chǔ)上，加幾百ms蚌父。
采用這種同步淘汰策略哮兰，吞吐量降低怎么辦？
ok苟弛，那就將第二次刪除作為異步的喝滞。自己起一個(gè)線程，異步刪除膏秫。這樣右遭，寫的請(qǐng)求就不用沉睡一段時(shí)間后了，再返回缤削。這么做窘哈，加大吞吐量。
第二次刪除,如果刪除失敗怎么辦僻他？
這是個(gè)非常好的問(wèn)題宵距，因?yàn)榈诙蝿h除失敗，就會(huì)出現(xiàn)如下情形吨拗。還是有兩個(gè)請(qǐng)求满哪，一個(gè)請(qǐng)求A進(jìn)行更新操作，另一個(gè)請(qǐng)求B進(jìn)行查詢操作劝篷，為了方便哨鸭，假設(shè)是單庫(kù)：
（1）請(qǐng)求A進(jìn)行寫操作，刪除緩存
（2）請(qǐng)求B查詢發(fā)現(xiàn)緩存不存在
（3）請(qǐng)求B去數(shù)據(jù)庫(kù)查詢得到舊值
（4）請(qǐng)求B將舊值寫入緩存
（5）請(qǐng)求A將新值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
（6）請(qǐng)求A試圖去刪除請(qǐng)求B寫入對(duì)緩存值娇妓，結(jié)果失敗了像鸡。
ok,這也就是說(shuō)。如果第二次刪除緩存失敗哈恰，會(huì)再次出現(xiàn)緩存和數(shù)據(jù)庫(kù)不一致的問(wèn)題只估。
如何解決呢？
具體解決方案着绷，且看博主對(duì)第(3)種更新策略的解析蛔钙。
(3)先更新數(shù)據(jù)庫(kù)，再刪緩存
首先荠医，先說(shuō)一下吁脱。老外提出了一個(gè)緩存更新套路桑涎，名為《Cache-Aside pattern》。其中就指出
失效：應(yīng)用程序先從cache取數(shù)據(jù)兼贡，沒有得到攻冷，則從數(shù)據(jù)庫(kù)中取數(shù)據(jù)，成功后遍希，放到緩存中等曼。
命中：應(yīng)用程序從cache中取數(shù)據(jù)，取到后返回孵班。
更新：先把數(shù)據(jù)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中涉兽，成功后，再讓緩存失效篙程。
另外，知名社交網(wǎng)站facebook也在論文《Scaling Memcache at Facebook》中提出别厘，他們用的也是先更新數(shù)據(jù)庫(kù)虱饿，再刪緩存的策略。
這種情況不存在并發(fā)問(wèn)題么触趴？
不是的氮发。假設(shè)這會(huì)有兩個(gè)請(qǐng)求，一個(gè)請(qǐng)求A做查詢操作冗懦，一個(gè)請(qǐng)求B做更新操作爽冕，那么會(huì)有如下情形產(chǎn)生
（1）緩存剛好失效
（2）請(qǐng)求A查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，得一個(gè)舊值
（3）請(qǐng)求B將新值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)
（4）請(qǐng)求B刪除緩存
（5）請(qǐng)求A將查到的舊值寫入緩存
ok披蕉，如果發(fā)生上述情況颈畸，確實(shí)是會(huì)發(fā)生臟數(shù)據(jù)。
然而没讲，發(fā)生這種情況的概率又有多少呢眯娱？
發(fā)生上述情況有一個(gè)先天性條件，就是步驟（3）的寫數(shù)據(jù)庫(kù)操作比步驟（2）的讀數(shù)據(jù)庫(kù)操作耗時(shí)更短爬凑，才有可能使得步驟（4）先于步驟（5）徙缴。可是嘁信，大家想想于样，數(shù)據(jù)庫(kù)的讀操作的速度遠(yuǎn)快于寫操作的（不然做讀寫分離干嘛，做讀寫分離的意義就是因?yàn)樽x操作比較快潘靖，耗資源少）穿剖，因此步驟（3）耗時(shí)比步驟（2）更短，這一情形很難出現(xiàn)秘豹。
假設(shè)携御，有人非要抬杠，有強(qiáng)迫癥，一定要解決怎么辦啄刹？
如何解決上述并發(fā)問(wèn)題涮坐？
首先，給緩存設(shè)有效時(shí)間是一種方案誓军。其次袱讹，采用策略（2）里給出的異步延時(shí)刪除策略，保證讀請(qǐng)求完成以后昵时，再進(jìn)行刪除操作捷雕。
還有其他造成不一致的原因么？
有的壹甥，這也是緩存更新策略（2）和緩存更新策略（3）都存在的一個(gè)問(wèn)題救巷，如果刪緩存失敗了怎么辦，那不是會(huì)有不一致的情況出現(xiàn)么句柠。比如一個(gè)寫數(shù)據(jù)請(qǐng)求浦译，然后寫入數(shù)據(jù)庫(kù)了，刪緩存失敗了溯职，這會(huì)就出現(xiàn)不一致的情況了精盅。這也是緩存更新策略（2）里留下的最后一個(gè)疑問(wèn)。
如何解決谜酒？
提供一個(gè)保障的重試機(jī)制即可叹俏，這里給出兩套方案。
方案一：
如下圖所示
流程如下所示
（1）更新數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)僻族；
（2）緩存因?yàn)榉N種問(wèn)題刪除失敗
（3）將需要?jiǎng)h除的key發(fā)送至消息隊(duì)列
（4）自己消費(fèi)消息粘驰，獲得需要?jiǎng)h除的key
（5）繼續(xù)重試刪除操作，直到成功
然而鹰贵，該方案有一個(gè)缺點(diǎn)晴氨，對(duì)業(yè)務(wù)線代碼造成大量的侵入。于是有了方案二碉输，在方案二中籽前，啟動(dòng)一個(gè)訂閱程序去訂閱數(shù)據(jù)庫(kù)的binlog，獲得需要操作的數(shù)據(jù)敷钾。在應(yīng)用程序中枝哄，另起一段程序，獲得這個(gè)訂閱程序傳來(lái)的信息阻荒，進(jìn)行刪除緩存操作挠锥。
方案二：
流程如下圖所示：
（1）更新數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)
（2）數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)將操作信息寫入binlog日志當(dāng)中
（3）訂閱程序提取出所需要的數(shù)據(jù)以及key
（4）另起一段非業(yè)務(wù)代碼，獲得該信息
（5）嘗試刪除緩存操作侨赡，發(fā)現(xiàn)刪除失敗
（6）將這些信息發(fā)送至消息隊(duì)列
（7）重新從消息隊(duì)列中獲得該數(shù)據(jù)蓖租，重試操作粱侣。
備注說(shuō)明：上述的訂閱binlog程序在mysql中有現(xiàn)成的中間件叫canal，可以完成訂閱binlog日志的功能蓖宦。至于oracle中齐婴，博主目前不知道有沒有現(xiàn)成中間件可以使用。另外稠茂，重試機(jī)制柠偶，博主是采用的是消息隊(duì)列的方式。如果對(duì)一致性要求不是很高睬关，直接在程序中另起一個(gè)線程诱担，每隔一段時(shí)間去重試即可，這些大家可以靈活自由發(fā)揮电爹，只是提供一個(gè)思路蔫仙。
總結(jié)
本文其實(shí)是對(duì)目前互聯(lián)網(wǎng)中已有的一致性方案，進(jìn)行了一個(gè)總結(jié)藐不。對(duì)于先刪緩存拄显，再更新數(shù)據(jù)庫(kù)的更新策略超全，還有方案提出維護(hù)一個(gè)內(nèi)存隊(duì)列的方式，博主看了一下带斑，覺得實(shí)現(xiàn)異常復(fù)雜阱州，沒有必要挑秉，因此沒有必要在文中給出。最后苔货，希望大家有所收獲犀概。
參考文獻(xiàn)
2夜惭、緩存更新的套路
作者：孤獨(dú)煙?出處：?http://rjzheng.cnblogs.com/
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