高并发缓存+数据库双写不一致

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高并发缓存+数据库双写不一致

最初缓存不一致

情景一

先修改数据库,再删除缓存,如果删除缓存失败了,那么会导致数据库中是新数据,缓存中是旧数据,数据出现不一致

解决方案

先删除缓存,再修改数据库,如果删除缓存成功了,如果修改数据库失败了,那么数据库中是旧数据,缓存中是空的,那么数据不会不一致
因为读的时候缓存没有,则读数据库中旧数据,然后更新到缓存中

高并发出现数据不一致问题

情景二

1.数据发生了变更,先删除了缓存,然后要去修改数据库,此时还没修改
2.一个请求过来,去读缓存,发现缓存空了,去查询数据库,查到了修改前的旧数据,放到了缓存中
3.数据变更的程序完成了数据库的修改
4.此时数据库和缓存中的数据不一致

解决方案

  1. 更新数据的时候,根据数据的唯一标识,将操作路由(标识位)之后,发送到一个jvm内部的队列中
  2. 读取数据的时候,如果发现数据不在缓存中,那么将重新读取数据+更新缓存的操作,根据唯一标识路由(标识位)之后,也发送同一个jvm内部的队列中
  3. 一个队列对应一个工作线程
  4. 每个工作线程串行拿到对应的操作,一条一条的执行
  5. 一个数据变更的操作,先执行,删除缓存,然后再去更新数据库,但是还没完成更新
  6. 此时如果一个读请求过来,读到了空的缓存,那么可以先将缓存更新的请求发送到队列中,然后同步等待缓存更新完成
  7. 这里有一个优化点,一个队列中,其实多个更新缓存请求串在一起是没意义的,因此可以做过滤,如果发现队列中已经有一个更新缓存的请求了,那么就不用再放个更新请求操作进去了,直接等待前面的更新操作请求完成即可
  8. 待那个队列对应的工作线程完成了上一个操作的数据库的修改之后,才会去执行下一个操作,也就是缓存更新的操作,此时会从数据库中读取最新的值,然后写入缓存中
  9. 如果请求还在等待时间范围内,不断轮询发现可以取到值了,那么就直接返回;
    如果请求等待的时间超过一定时长,那么这一次直接从数据库中读取当前的旧值

高并发的场景下,该解决方案要注意的问题

(1)读请求长时阻塞

  1. 由于读请求进行了非常轻度的异步化,所以一定要注意读超时的问题(不能超多200ms),每个读请求必须在超时时间范围内返回
  2. 另外一点,因为一个队列中,可能会积压针对多个数据项的更新操作,因此需要根据自己的业务情况进行测试,可能需要部署多个服务,每个服务分摊一些数据的更新操作.如果一个内存队列里居然会挤压100个商品的库存修改操作,每隔库存修改操作要耗费10ms区完成,那么最后一个商品的读请求,可能等待10 * 100 = 1000ms = 1s后,才能得到数据。这个时候就导致读请求的长时阻塞

(2)读请求并发量过高

这里还必须做好压力测试,确保恰巧碰上上述情况的时候,还有一个风险,就是突然间大量读请求会在几十毫秒的延时hang在服务上,看服务能不能抗的住,需要多少机器才能抗住最大的极限情况的峰值

但是因为并不是所有的数据都在同一时间更新,缓存也不会同一时间失效,所以每次可能也就是少数数据的缓存失效了,然后那些数据对应的读请求过来,并发量应该也不会特别大

按1:99的比例计算读和写的请求,每秒5万的读QPS,可能只有500次更新操作

如果一秒有500的写QPS,那么要测算好,可能写操作影响的数据有500条,这500条数据在缓存中失效后,可能导致多少读请求,发送读请求到库存服务来,要求更新缓存

一般来说,1:1,1:2,1:3,每秒钟有1000个读请求,会hang在库存服务上,每个读请求最多hang多少时间,200ms就会返回

在同一时间最多hang住的可能也就是单机200个读请求,同时hang住单机hang200个读请求,还是ok的。

(3)多服务实例部署的请求路由

当服务部署了多个实例,那么必须保证说,执行数据更新操作,以及执行缓存更新操作的请求,都通过nginx服务器路由到相同的服务实例上

(4)热点商品的路由问题,导致请求的倾斜

万一某个商品的读写请求特别高,全部打到相同的机器的相同的队列里面去了,可能造成某台机器的压力过大
就是说,因为只有在商品数据更新的时候才会清空缓存,然后才会导致读写并发,所以更新频率不是太高的话,这个问题的影响并不是特别大
但是的确可能某些机器的负载会高一些

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