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mysql和redis双写一致性策略分析

2023-05-16

mysql和redis双写一致性策略分析

一.什么是双写一致性
当我们更新了mysql中的数据后也可以同时保证redis中的数据同步更新；
数据读取的流程：
1.读取redis,如果value!=null,直接返回；
2.如果redis中value=null，读取mysql中数据对应的value，将key-value保存在redis中；
双写一致性策略：
策略1：先更新缓存，再更新数据库；
策略2：先更新数据库，再更新缓存；
策略3：先删除缓存，再更新数据库；
策略4：先更新数据库，再删除缓存；

二.四种策略存在的问题和优势
1.先更新缓存，再更新数据库
在这里插入图片描述

问题：这种策略如果redis更新成功，mysql更新失败，这时造成redis脏数据问题，这种策略是绝对不能使用的；

2.先更新数据库，再更新缓存
在这里插入图片描述
问题：这种策略的主要问题就是发生在并发场景下，当线程ThreadA更新mysql后由于某种原因并没有立刻更新redis缓存，这时线程ThreadB立即将数据库和缓存都更新成功，最后ThreadA将redis中的数据进行更新，这时就会造成ThreadB对缓存的更新丢失，这是一个很严重的问题；

3.先删除缓存，再更新数据库
在这里插入图片描述

问题：这种策略的主要问题也是发生在并发场景下，当ThreadA更新数据库之前先将redis中的数据进行删除，在更新数据库；但是在并发场景下回有一个问题，在ThreadA还没有更新完数据库时ThreadB读取了数据库将旧数据又重新写会redis中，这样同样造成数据库和缓存数据不一致问题；
解决办法：采用双删策略，在ThreadA准备写入数据库之前将缓存删除，当ThreadA数据库中数据更新完成后再进行一次缓存删除，这样就可以解决数据不一致问题，但是要注意第二次删除一定要保证时间上晚于数据库更新成功时间；值得注意的是延迟删除的时间间隔硬顶要大于操作的时间周期；

4.先更新数据库，再删除缓存
在这里插入图片描述
问题：这种策略的主要问题同样是发生在并发场景下，当ThreadA首先进行读数据库，准备将数据写入缓存，这时ThreadB更新数据库并且立刻执行了缓存删除，最后ThreadA才将旧数据同步到redis缓存中，同样会造成数据库和缓存数据不一致问题；
一般来说这种情况出现的概率很低，因为写操作时间大概率要比读操作时间长很多；
解决办法：解决上述问题的办法还是使用延迟双删策略，但要注意在ThreadB的第二次删除时间间隔一定要大于ThreadA的读取数据的时间周期；

三.扩展
1.采用延迟双删策略时如果删除失败了如何进行处理？
消息队列
2.如何使用Canal保证数据库与缓存数据的实时一致性？

四.关于单机redis中的16个数据库的分析
对于使用过redis的小伙伴们对一台redis服务器下有16个物理数据库并不陌生，它的命名格式是db0-db15，并且我们不能自定义的去更改这个命名；
在这里插入图片描述
1.关于16个物理数据库的使用介绍

Redis默认支持16个数据库，可以通过调整Redis的配置文件redis/redis.conf中的databases来修改这一个值，设置完毕后重启Redis便完成配置。
聊聊关于Redis中16个默认数据库的知识
Redis是一个字典结构的存储服务器，一个Redis实例提供了多个用来存储数据的字典，客户端可以指定将数据存储在哪个字典中。
Redis默认支持16个数据库，可以通过调整Redis的配置文件redis/redis.conf中的databases来修改这一个值，设置完毕后重启Redis便完成配置。
客户端与Redis建立连接后会默认选择0号数据库，不过可以随时使用SELECT命令更换数据库。
切库redis> SELECT 1 # 默认0号db，切换为1号dbOKredis [1] > GET username # 从1号库中获取 username (nil)
在实际项目中则可以通过以Redis配置文件的形式指定数据库，如下图所示
在这里插入图片描述
2、正确理解单机Redis的“数据库”概念

由于Redis不支持自定义数据库的名字，所以每个数据库都以编号命名。开发者则需要自己记录存储的数据与数据库的对应关系。另外Redis也不支持为每个数据库设置不同的访问密码，所以一个客户端要么可以访问全部数据库，要么全部数据库都没有权限访问。但是，要正确地理解Redis的“数据库”概念这里不得不提到一个命令：
清空一个Redis实例中所有数据库中的数据redis 127.0.0.1:6379> FLUSHALL
该命令可以清空实例下的所有数据库数据，这与我们所熟知的关系型数据库所不同。关系型数据库多个库常用于存储不同应用程序的数据 ，且没有方式可以同时清空实例下的所有库数据。所以对于Redis来说这些db更像是一种命名空间，且不适宜存储不同应用程序的数据。比如可以使用0号数据库存储某个应用生产环境中的数据，使用1号数据库存储测试环境中的数据，但不适宜使用0号数据库存储A应用的数据而使用1号数据库B应用的数据，不同的应用应该使用不同的Redis实例存储数据。Redis非常轻量级，一个空Redis实例占用的内在只有1M左右，所以不用担心多个Redis实例会额外占用很多内存。

3、在redis集群环境下不支持一个实例多个数据库的形式
在resis的集群环境下只支持db0，所以在redis的集群环境下不能使用select +number进行redis物理数据库的切换；
要注意以上所说的都是基于单体Redis的情况。而在集群的情况下不支持使用select命令来切换db，因为Redis集群模式下只有一个db0。再扩展一些集群与单机Reids的区别，感兴趣的朋友可以去查阅相关的资料深入理解，这里就不做讨论了。

key批量操作支持有限：例如mget、mset必须在一个slot

Key事务和Lua支持有限：操作的key必须在一个节点

key是数据分区的最小粒度：不支持bigkey分区

不支持多个数据库：集群模式下只有一个db0

复制只支持一层：不支持树形复制结构

五、总结

Redis实例默认建立了16个db，由于不支持自主进行数据库命名所以以dbX的方式命名。默认数据库数量可以修改配置文件的database值来设定。对于db正确的理解应为“命名空间”，多个应用程序不应使用同一个Redis不同库，而应一个应用程序对应一个Redis实例，不同的数据库可用于存储不同环境的数据。最后要注意，Redis集群下只有db0，不支持多db。

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