数据库缓存数据一致性保证

一、背景

在本文正式开始之前，需要先取得以下两点的共识：

a) 缓存必须要有过期时间

b) 保证数据库跟缓存的最终一致性即可，不必追求强一致性。

数据一致性指的是：

a) 缓存中存有数据，缓存的数据值 = 数据库中的值；

b) 缓存中没有该数据，数据库中的值 = 最新值

数据库跟缓存，毕竟是两套系统，如果要保证强一致性，势必要引入 2PC 或 Paxos 等分布式一致性协议，或者分布式锁等等，这个在实现上是有难度的，而且一定会对性能有影响。

在使用缓存时，通常有以下几种缓存使用策略用于提升系统性能：

1、读：

1）先读缓存，hit -> 返回数据
2）miss -> 从db中取出数据，放入缓存，同时返回数据

缺点：

由于数据仅在缓存未命中后才加载到缓存中，因此初次调用的数据请求响应时间会增加一些开销，因为需要额外的缓存填充和数据库查询耗时。

2、写（insert）：

先写db后写缓存，db返回成功时，再写缓存。原因：
如果先写缓存，后写db，写db失败时，会导致只有缓存有数据，db无数据。数据库都不存在的数据，缓存存一份已经没意义了可视为脏数据。

3、写（update）：
先更新db后删除缓存，为什么是删而不是更新缓存？
更新缓存在高并发下有可能出现脏数据：比如两个线程a，b先后到来，

1）a先更新db成功，在更新缓存时网卡了

2）b后更新db成功，并成功更新缓存

3）此时a才开始更新缓存，覆盖了b的数据

3.1、先更新db还是先删缓存？

如果先删缓存再更新db：假如删缓存成功了，更新db失败了，那么db中还是旧的值，缓存中无数据还会从db中拿到旧的值写到缓存里，pass此方案。所以要先更新db再删除缓存

3.2、先更新db后删缓存也会存在一些问题：

1）更新db成功，删缓存失败，在重试的过程中有读取请求进来，读到的还是旧数据。如果删缓存失败可以加异步重试直到删除成功为止。

2）在高并发下有可能出现脏数据，比如缓存过期时间到了，已经失效，此时两个线程读请求a，写请求b先后到来

a、读请求a发现缓存没数据，从db中读取数据，写缓存时网卡了

b、写请求b顺利的更新db删除缓存

c、此时读请求a恢复了，完成写缓存，把旧的值写入了缓存，此时缓存和db的数据已经不一致了

不过这个情况很难出现，因为数据库读操作是远快于写操作的（正是因为如此，才做读写分离），所以步骤b比步骤a更快不太可能出现，同时还要配合缓存刚好失效。

 

参考：https://mp.weixin.qq.com/s/r8VeAKkjMeResc4kKEovHw