xinyin025/learn.lianglianglee.com
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/zhwei820/learn.lianglianglee.com.git synced 2025-09-26 21:26:41 +08:00
Code Issues Actions Packages Projects Releases Wiki Activity
d9c5ffd627
learn.lianglianglee.com/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/40 经典问题：先更新数据库，还是先更新缓存？.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

1065 lines
28 KiB
HTML
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

<!DOCTYPE html>
<!-- saved from url=(0046)https://kaiiiz.github.io/hexo-theme-book-demo/ -->
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">
<head>
<head>
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1.0, user-scalable=no">
<link rel="icon" href="/static/favicon.png">
<title>40 经典问题：先更新数据库，还是先更新缓存？.md.html</title>
<!-- Spectre.css framework -->
<link rel="stylesheet" href="/static/index.css">
<!-- theme css & js -->
<meta name="generator" content="Hexo 4.2.0">
</head>
<body>
<div class="book-container">
<div class="book-sidebar">
<div class="book-brand">
<a href="/">
<img src="/static/favicon.png">
<span>技术文章摘抄</span>
</a>
</div>
<div class="book-menu uncollapsible">
<ul class="uncollapsible">
<li><a href="/" class="current-tab">首页</a></li>
</ul>
<ul class="uncollapsible">
<li><a href="../">上一级</a></li>
</ul>
<ul class="uncollapsible">
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/00 开篇词：搭建分布式知识体系，挑战高薪 Offer.md.html">00 开篇词：搭建分布式知识体系，挑战高薪 Offer.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/01 如何证明分布式系统的 CAP 理论？.md.html">01 如何证明分布式系统的 CAP 理论？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/02 不同数据一致性模型有哪些应用？.md.html">02 不同数据一致性模型有哪些应用？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/03 如何透彻理解 Paxos 算法？.md.html">03 如何透彻理解 Paxos 算法？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/04 ZooKeeper 如何保证数据一致性？.md.html">04 ZooKeeper 如何保证数据一致性？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/05 共识问题：区块链如何确认记账权？.md.html">05 共识问题：区块链如何确认记账权？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/06 如何准备一线互联网公司面试？.md.html">06 如何准备一线互联网公司面试？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/07 分布式事务有哪些解决方案？.md.html">07 分布式事务有哪些解决方案？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/08 对比两阶段提交，三阶段协议有哪些改进？.md.html">08 对比两阶段提交，三阶段协议有哪些改进？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/09 MySQL 数据库如何实现 XA 规范？.md.html">09 MySQL 数据库如何实现 XA 规范？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/10 如何在业务中体现 TCC 事务模型？.md.html">10 如何在业务中体现 TCC 事务模型？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/11 分布式锁有哪些应用场景和实现？.md.html">11 分布式锁有哪些应用场景和实现？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/12 如何使用 Redis 快速实现分布式锁？.md.html">12 如何使用 Redis 快速实现分布式锁？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/13 分布式事务考点梳理 + 高频面试题.md.html">13 分布式事务考点梳理 + 高频面试题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/14 如何理解 RPC 远程服务调用？.md.html">14 如何理解 RPC 远程服务调用？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/15 为什么微服务需要 API 网关？.md.html">15 为什么微服务需要 API 网关？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/16 如何实现服务注册与发现？.md.html">16 如何实现服务注册与发现？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/17 如何实现分布式调用跟踪？.md.html">17 如何实现分布式调用跟踪？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/18 分布式下如何实现配置管理？.md.html">18 分布式下如何实现配置管理？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/19 容器化升级对服务有哪些影响？.md.html">19 容器化升级对服务有哪些影响？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/20 ServiceMesh：服务网格有哪些应用？.md.html">20 ServiceMesh：服务网格有哪些应用？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/21 Dubbo vs Spring Cloud：两大技术栈如何选型？.md.html">21 Dubbo vs Spring Cloud：两大技术栈如何选型？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/22 分布式服务考点梳理 + 高频面试题.md.html">22 分布式服务考点梳理 + 高频面试题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/23 读写分离如何在业务中落地？.md.html">23 读写分离如何在业务中落地？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/24 为什么需要分库分表，如何实现？.md.html">24 为什么需要分库分表，如何实现？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/25 存储拆分后，如何解决唯一主键问题？.md.html">25 存储拆分后，如何解决唯一主键问题？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/26 分库分表以后，如何实现扩容？.md.html">26 分库分表以后，如何实现扩容？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/27 NoSQL 数据库有哪些典型应用？.md.html">27 NoSQL 数据库有哪些典型应用？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/28 ElasticSearch 是如何建立索引的？.md.html">28 ElasticSearch 是如何建立索引的？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/29 分布式存储考点梳理 + 高频面试题.md.html">29 分布式存储考点梳理 + 高频面试题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/30 消息队列有哪些应用场景？.md.html">30 消息队列有哪些应用场景？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/31 集群消费和广播消费有什么区别？.md.html">31 集群消费和广播消费有什么区别？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/32 业务上需要顺序消费，怎么保证时序性？.md.html">32 业务上需要顺序消费，怎么保证时序性？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/33 消息幂等：如何保证消息不被重复消费？.md.html">33 消息幂等：如何保证消息不被重复消费？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/34 高可用：如何实现消息队列的 HA？.md.html">34 高可用：如何实现消息队列的 HA？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/35 消息队列选型：Kafka 如何实现高性能？.md.html">35 消息队列选型：Kafka 如何实现高性能？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/36 消息队列选型：RocketMQ 适用哪些场景？.md.html">36 消息队列选型：RocketMQ 适用哪些场景？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/37 消息队列考点梳理 + 高频面试题.md.html">37 消息队列考点梳理 + 高频面试题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/38 不止业务缓存，分布式系统中还有哪些缓存？.md.html">38 不止业务缓存，分布式系统中还有哪些缓存？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/39 如何避免缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？.md.html">39 如何避免缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？.md.html</a>
</li>
<li>
<a class="current-tab" href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/40 经典问题：先更新数据库，还是先更新缓存？.md.html">40 经典问题：先更新数据库，还是先更新缓存？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/41 失效策略：缓存过期都有哪些策略？.md.html">41 失效策略：缓存过期都有哪些策略？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/42 负载均衡：一致性哈希解决了哪些问题？.md.html">42 负载均衡：一致性哈希解决了哪些问题？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/43 缓存高可用：缓存如何保证高可用？.md.html">43 缓存高可用：缓存如何保证高可用？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/44 分布式缓存考点梳理 + 高频面试题.md.html">44 分布式缓存考点梳理 + 高频面试题.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/45 从双十一看高可用的保障方式.md.html">45 从双十一看高可用的保障方式.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/46 高并发场景下如何实现系统限流？.md.html">46 高并发场景下如何实现系统限流？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/47 降级和熔断：如何增强服务稳定性？.md.html">47 降级和熔断：如何增强服务稳定性？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/48 如何选择适合业务的负载均衡策略？.md.html">48 如何选择适合业务的负载均衡策略？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/49 线上服务有哪些稳定性指标？.md.html">49 线上服务有哪些稳定性指标？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/50 分布式下有哪些好用的监控组件？.md.html">50 分布式下有哪些好用的监控组件？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/51 分布式下如何实现统一日志系统？.md.html">51 分布式下如何实现统一日志系统？.md.html</a>
</li>
<li>
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/52 分布式路漫漫，厚积薄发才是王道.md.html">52 分布式路漫漫，厚积薄发才是王道.md.html</a>
</li>
</ul>
</div>
</div>
<div class="sidebar-toggle" onclick="sidebar_toggle()" onmouseover="add_inner()" onmouseleave="remove_inner()">
<div class="sidebar-toggle-inner"></div>
</div>
<script>
function add_inner() {
let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
inner.classList.add('show')
}
function remove_inner() {
let inner = document.querySelector('.sidebar-toggle-inner')
inner.classList.remove('show')
}
function sidebar_toggle() {
let sidebar_toggle = document.querySelector('.sidebar-toggle')
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let content = document.querySelector('.off-canvas-content')
if (sidebar_toggle.classList.contains('extend')) { // show
sidebar_toggle.classList.remove('extend')
sidebar.classList.remove('hide')
content.classList.remove('extend')
} else { // hide
sidebar_toggle.classList.add('extend')
sidebar.classList.add('hide')
content.classList.add('extend')
}
}
function open_sidebar() {
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
sidebar.classList.add('show')
overlay.classList.add('show')
}
function hide_canvas() {
let sidebar = document.querySelector('.book-sidebar')
let overlay = document.querySelector('.off-canvas-overlay')
sidebar.classList.remove('show')
overlay.classList.remove('show')
}
</script>
<div class="off-canvas-content">
<div class="columns">
<div class="column col-12 col-lg-12">
<div class="book-navbar">
<!-- For Responsive Layout -->
<header class="navbar">
<section class="navbar-section">
<a onclick="open_sidebar()">
<i class="icon icon-menu"></i>
</a>
</section>
</header>
</div>
<div class="book-content" style="max-width: 960px; margin: 0 auto;
overflow-x: auto;
overflow-y: hidden;">
<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>40 经典问题：先更新数据库，还是先更新缓存？</h1>
<p>上一课时分享了缓存使用中的几个问题场景：缓存穿透、缓存击穿和缓存雪崩，这几个问题聚焦的是缓存本身的稳定性，包括缓存集群和缓存的数据，除了这些，缓存应用中，缓存和上下游系统的数据同步也很重要。这一课时，我们来学习缓存应用中的另一个高频问题：应用缓存以后，缓存和数据库何时同步。</p>
<h3>数据不一致问题</h3>
<p>我们知道，除了少部分配置信息类缓存，比如业务中的黑白名单信息、页面展示配置等，大部分缓存应用一般是作为前端请求和持久化存储的中间层，承担前端的海量请求。</p>
<p><img src="assets/Ciqc1F8pMf6AIyYqAAAp1R6rHNs353.png" alt="image" /></p>
<p><strong>缓存层</strong>和<strong>数据库存储层</strong>是独立的系统，我们在数据更新的时候，最理想的情况当然是缓存和数据库同时更新成功。但是由于缓存和数据库是分开的，无法做到原子性的同时进行数据修改，可能出现缓存更新失败，或者数据库更新失败的情况，这时候会出现数据不一致，影响前端业务。</p>
<p>以电商中的商品服务为例，针对 C 端用户的大部分请求都是通过缓存来承载的，假设某次更新操作将商品详情 A 的价格从 1000 元更新为 1200 元，数据库更新成功，但是缓存更新失败。这时候就会出现 C 端用户在查看商品详情时，看到的还是 1000 元，实际下单时可能是别的价格，最终会影响用户的购买决策，影响平台的购物体验。</p>
<p>可以看到，在使用缓存时，如果不能很好地控制缓存和数据库的一致性，可能会出现非常多的业务问题。</p>
<h3>更新缓存有哪些方式</h3>
<p>缓存更新方案是通过对更新缓存和更新数据库这两个操作的设计，来实现数据的最终一致性，避免出现业务问题。</p>
<p>先来看一下什么时候创建缓存，前端请求的读操作先从缓存中查询数据，如果没有命中数据，则查询数据库，从数据库查询成功后，返回结果，同时更新缓存，方便下次操作。</p>
<p>在数据不发生变更的情况下，这种方式没有问题，如果数据发生了更新操作，就必须要考虑如何操作缓存，保证一致性。</p>
<h4>先更新数据库，再更新缓存</h4>
<p>先来看第一种方式，在写操作中，先更新数据库，更新成功后，再更新缓存。这种方式最容易想到，但是问题也很明显，数据库更新成功以后，由于缓存和数据库是分布式的，更新缓存可能会失败，就会出现上面例子中的问题，数据库是新的，但缓存中数据是旧的，出现不一致的情况。</p>
<h4>先删缓存，再更新数据库</h4>
<p>这种方案是在数据更新时，首先删除缓存，再更新数据库，这样可以在一定程度上避免数据不一致的情况。</p>
<p>现在考虑一个并发场景，假如某次的更新操作，更新了商品详情 A 的价格，线程 A 进行更新时失效了缓存数据，线程 B 此时发起一次查询，发现缓存为空，于是查询数据库并更新缓存，然后线程 A 更新数据库为新的价格。</p>
<p>在这种并发操作下，缓存的数据仍然是旧的，出现业务不一致。</p>
<h4>先更新数据库，再删缓存</h4>
<p>这个是经典的缓存 + 数据库读写的模式，有些资料称它为 Cache Aside 方案。具体操作是这样的：读的时候，先读缓存，缓存没有的话，那么就读数据库，然后取出数据后放入缓存，同时返回响应，更新的时候，先更新数据库，数据库更新成功之后再删除缓存。</p>
<p>为什么说这种方式经典呢？</p>
<p>在 Cache Aside 方案中，调整了数据库更新和缓存失效的顺序，先更新数据库，再失效缓存。</p>
<p>目前大部分业务场景中都应用了读写分离，如果先删除缓存，在读写并发时，可能出现数据不一致。考虑这种情况：</p>
<ul>
<li>线程 A 删除缓存，然后更新数据库主库；</li>
<li>线程 B 读取缓存，没有读到，查询从库，并且设置缓存为从库数据；</li>
<li>主库和从库同步。</li>
</ul>
<p>在这种情况下，缓存里的数据就是旧的，所以建议先更新数据库，再失效缓存。当然，在 Cache Aside 方案中，也存在删除缓存失败的可能，因为缓存删除操作比较轻量级，可以通过多次重试等来解决，你也可以考虑下有没有其他的方案来保证。</p>
<h3>对缓存更新的思考</h3>
<h4>为什么删除而不是更新缓存</h4>
<p>现在思考一个问题，为什么是删除缓存，而不是更新缓存呢？删除一个数据，相比更新一个数据更加轻量级，出问题的概率更小。</p>
<p>在实际业务中，缓存的数据可能不是直接来自数据库表，也许来自多张底层数据表的聚合。比如上面提到的商品详情信息，在底层可能会关联商品表、价格表、库存表等，如果更新了一个价格字段，那么就要更新整个数据库，还要关联的去查询和汇总各个周边业务系统的数据，这个操作会非常耗时。</p>
<p>从另外一个角度，不是所有的缓存数据都是频繁访问的，更新后的缓存可能会长时间不被访问，所以说，从计算资源和整体性能的考虑，更新的时候删除缓存，等到下次查询命中再填充缓存，是一个更好的方案。</p>
<p>系统设计中有一个思想叫 Lazy Loading，适用于那些加载代价大的操作，删除缓存而不是更新缓存，就是懒加载思想的一个应用。</p>
<h4>多级缓存如何更新</h4>
<p>再看一个实际应用中的问题，多级缓存如何更新？</p>
<p>多级缓存是系统中一个常用的设计，我们在第 32 课时“缓存分类”中提过，服务端缓存分为<strong>应用内缓存</strong>和<strong>外部缓存</strong>，比如在电商的商品信息展示中，可能会有多级缓存协同。</p>
<p>那么多级缓存之间如何同步数据呢？</p>
<p>常见的方案是通过消息队列通知的方式，也就是在数据库更新后，通过事务性消息队列加监听的方式，失效对应的缓存。</p>
<p>多级缓存比较难保证数据一致性，通常用在对数据一致性不敏感的业务中，比如新闻资讯类、电商的用户评论模块等。</p>
<p>上面的内容是几种常用的缓存和数据库的双写一致性方案，大家在开发中肯定应用过设计模式，这些缓存应用套路和设计模式一样，是前人在大量工程开发中的总结，是一个通用的解决范式。</p>
<p>在具体业务中，还是需要有针对性地进行设计，比如通过给数据添加版本号，或者通过时间戳 + 业务主键的方式，控制缓存的数据版本实现最终一致性。</p>
<p>另外还可以通过我们在第 32 课时“RocketMQ 应用”中讲过的 Binlog 分发方式，通过 Binlog 异步更新缓存。</p>
<h3>总结</h3>
<p>这一课时我们探讨了缓存和数据库一致性的问题，包括业务开发中如何通过控制更新缓存和数据库的时序，来尽量避免最终一致性问题。在专栏的第 1 课时就讨论过分布式系统的 CAP 理论，经过这么长时间的学习，你是否对 CAP 理论中的不可能三角有了更深的理解呢？</p>
<p>在你负责的项目中，是如何应用缓存，又如何保证缓存和数据库数据一致性的呢，欢迎留言进行分享。</p>
</div>
</div>
<div>
<div style="float: left">
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/39 如何避免缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩？.md.html">上一页</a>
</div>
<div style="float: right">
<a href="/专栏/分布式技术原理与实战45讲-完/41 失效策略：缓存过期都有哪些策略？.md.html">下一页</a>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
<a class="off-canvas-overlay" onclick="hide_canvas()"></a>
</div>
<script defer src="https://static.cloudflareinsights.com/beacon.min.js/v652eace1692a40cfa3763df669d7439c1639079717194" integrity="sha512-Gi7xpJR8tSkrpF7aordPZQlW2DLtzUlZcumS8dMQjwDHEnw9I7ZLyiOj/6tZStRBGtGgN6ceN6cMH8z7etPGlw==" data-cf-beacon='{"rayId":"709976f15e233cfa","version":"2021.12.0","r":1,"token":"1f5d475227ce4f0089a7cff1ab17c0f5","si":100}' crossorigin="anonymous"></script>
</body>
<!-- Global site tag (gtag.js) - Google Analytics -->
<script async src="https://www.googletagmanager.com/gtag/js?id=G-NPSEEVD756"></script>
<script>
window.dataLayer = window.dataLayer || [];
function gtag() {
dataLayer.push(arguments);
}
gtag('js', new Date());
gtag('config', 'G-NPSEEVD756');
var path = window.location.pathname
var cookie = getCookie("lastPath");
console.log(path)
if (path.replace("/", "") === "") {
if (cookie.replace("/", "") !== "") {
console.log(cookie)
document.getElementById("tip").innerHTML = "<a href='" + cookie + "'>跳转到上次进度</a>"
}
} else {
setCookie("lastPath", path)
}
function setCookie(cname, cvalue) {
var d = new Date();
d.setTime(d.getTime() + (180 * 24 * 60 * 60 * 1000));
var expires = "expires=" + d.toGMTString();
document.cookie = cname + "=" + cvalue + "; " + expires + ";path = /";
}
function getCookie(cname) {
var name = cname + "=";
var ca = document.cookie.split(';');
for (var i = 0; i < ca.length; i++) {
var c = ca[i].trim();
if (c.indexOf(name) === 0) return c.substring(name.length, c.length);
}
return "";
}
</script>
</html>
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink