PS:本文已收錄到1.1K Star數開源學習指南——《大廠面試指北》，如果想要了解更多大廠面試相關的內容及獲取《大廠面試指北》離線PDF版，請掃描下方二維碼碼關注公眾號“大廠面試”，謝謝大家了！專案地址：https://github.com/NotFound9/interviewGuide
《大廠面試指北》專案截圖：
獲取《大廠面試指北》離線PDF版，請掃描下方二維碼關注公眾號“大廠面試”
面試題：高併發場景下，如何保證快取與資料庫一致性？
問題分析
我們日常開發中，對於快取用的最多的場景就像下圖一樣，可能僅僅是對資料進行快取，減輕資料庫壓力，縮短介面響應時間。
這種方案在不需要考慮高併發得去寫快取，高併發得讀寫快取時，是不會有問題，但是如果是在高併發場景下，要保證快取和資料庫的一致性，至少需要解決以下問題：
高併發寫時的資料不一致問題
高併發讀寫時，請求執行各步驟的順序是不可控的。假設此時有一個請求A，B都在在執行寫流程，請求A是需要將某個資料改成1，請求B是需要將某個資料改為2，執行操作如下時就會導致資料不一致的問題：
1.請求A執行操作1.1刪除快取。
2.請求A執行操作1.2更新資料庫，將值改為1。
3.請求B執行操作1.1刪除快取。
4.請求B執行操作1.2更新資料庫，將值改為2
5.假設說請求B所在伺服器網路延遲比較低，請求B先更新快取，此時快取中的key對應的value是2。
6.請求A更新快取，將快取中B更新的資料進行覆蓋，將key對應的值改為1。
此時資料庫中是B修改後的資料，值為2，而快取中的資料是1，這樣在快取過期錢，使用者讀到的都是髒資料，與資料庫不一致。
高併發讀寫時的資料不一致的問題
高併發讀寫時，請求執行各步驟的順序是不可控的。假設此時有一個請求A在執行寫流程，將原值由1改成2，請求B執行讀流程，執行操作如下時就會導致資料不一致的問題：
1.寫請求A執行1.1操作刪除快取key，value是原值1。
2.讀請求B執行2.1操作發現快取中沒有資料，就去執行2.2操作讀資料庫，讀到舊資料，值為1。
3.寫請求A執行1.2操作更新資料庫，將資料由1改為2。
4.寫請求A執行1.3操作更新快取，此時快取中的資料key對應的value是2。
5.讀請求B執行2.3操作更新快取，將之前讀到的舊資料1設定到快取中，此時快取中的資料key對應的value是1。
所以如果說讀請求B所在伺服器網路延遲比較高，去執行2.3操作比寫請求A晚，就會導致寫請求A更新完快取後，讀請求B使用之前讀到的舊資料去更新快取，此時快取中資料就與資料庫中的不一致。
解決方案
保證資料一致性，網上有很多種方案，例如：
1.先刪除快取，再更新資料庫。
2.先更新資料庫，再刪除快取。
3.先刪除快取，再更新資料庫，然後非同步延遲一段時間再去刪一次快取。
但是這些方案都是存在各種各樣的問題，這裡篇幅有限，只給出目前相對正確的三套方案，目前的這些方案也有自己的侷限性。
方案1.寫請求序列化
寫請求
1.寫請求更新之前先獲取分散式鎖，獲得之後才能去資料庫更新這個資料，獲取不到就進行等待，超時後就返回更新失敗。
2.更新完之後去重新整理快取，如果重新整理失敗，放到記憶體佇列中進行重試（重試時取資料庫最新資料更新快取）。
讀請求
讀請求發現快取中沒有資料時，直接去讀取資料庫，讀完更新快取。
總結
這種技術方案通過對寫請求的實現序列化來保證資料一致性，但是會導致吞吐量變低。比較適合銀行相關的業務，因為對於銀行專案來說，保證資料一致性比可用性更加重要，就像是去存款機存錢，取錢時，為了保證賬戶安全，都是會讓使用者執行操作後，等待一段時間才能獲得反饋，這段時間其實取款機是不可用的。
方案2.先更新資料庫，非同步刪除快取，刪除失敗後重試
1.先更新資料庫
2.非同步刪除快取（如果資料庫是讀寫分離的，那麼刪除快取時需要延遲刪除，否則可能會在刪除快取時，從庫還沒有收到更新後的資料，其他讀請求就去從庫讀到舊資料然後設定到快取中。）
3.刪除快取失敗時，將刪除的key放到記憶體佇列或者是訊息佇列中進行非同步重試
發散思考
在更新完資料庫後，我們為什麼不直接更新，而是採用刪除快取呢？
這是因為直接更新快取的話，在高併發場景下，有多個更新請求時，難以保證後更新資料庫的請求會後更新快取，也就是上面的高併發寫問題。如果採用刪除快取，可以讓下次讀時讀取資料庫，更新快取，保證一致性。
方案3.業務專案更新資料庫，其他專案訂閱binlog更新
1.業務專案直接更新資料庫。
2.cannal專案會讀取資料庫的binlog，然後解析後發訊息到kafka。
3.然後快取更新專案訂閱topic，從kafka接收到更新資料庫操作的訊息後，更新快取，更新快取失敗時，新建非同步執行緒去重試或者將操作發到訊息佇列，後續再進行處理。
總結：
但是這種方案在更新資料庫後，快取中還是舊值，必須等快取更新專案消費訊息後，更新快取，快取中才是最新值。所以更新操作完成與更新生效之間會有一定的延遲。
最後
大家有了解其他的技術方案，歡迎進群一起討論！
評論裡面有朋友問延時雙刪策略是什麼？
這裡解釋一下：延時雙刪策略就是先刪除快取，再更新資料庫，再非同步過一小段時間後刪除快取（時間取決於MySQL主從同步的時間）。
是因為MySQL如果是讀寫分離時（寫請求寫主庫，讀請求讀從庫），我們更新主庫後，需要一段時間，從庫才會收到更新。
如果是寫請求更新主庫後，第二次立即刪除快取，MySQL從庫還沒有收到更新，還是舊資料，那麼讀請求直接從庫讀到舊資料，設定到快取的資料就是舊資料，就會資料不一致，所以這也是延時雙刪策略提出的初衷。
參考連結：