Mysql和Redis資料如何保持一致

先闡明一下Mysql和Redis的關係：Mysql是資料庫，用來持久化資料，一定程度上保證資料的可靠性；Redis是用來當快取，用來提升資料訪問的效能。

關於如何保證Mysql和Redis中的資料一致（即快取一致性問題），這是一個非常經典的問題。

使用過快取的人都應該知道，在實際應用場景中，要想實時刻保證快取和資料庫中的資料一樣，很難做到。

基本上都是儘可能讓他們的資料在絕大部分時間內保持一致，並保證最終是一致的。

快取不一致是如何產生的

如果資料一直沒有變更，那麼就不會出現快取不一致的問題。

通常快取不一致是發生在資料有變更的時候。 因為每次資料變更你需要同時運算元據庫和快取，而他們又屬於不同的系統，無法做到同時操作成功或失敗，總會有一個時間差。在併發讀寫的時候可能就會出現快取不一致的問題（理論上透過分散式事務可以保證這一點，不過實際上基本上很少有人這麼做）。

雖然沒辦法在資料有變更時，保證快取和資料庫強一致，但對快取的更新還是有一定設計方法的，遵循這些設計方法，能夠讓這個不一致的影響時間和影響範圍最小化。

快取更新的幾種設計

快取更新的設計方法大概有以下四種：

• 先刪除快取，再更新資料庫（這種方法在併發下最容易出現長時間的髒資料，不可取）

• 先更新資料庫，刪除快取（Cache Aside Pattern）

• 只更新快取，由快取自己同步更新資料庫（Read/Write Through Pattern）

• 只更新快取，由快取自己非同步更新資料庫（Write Behind Cache Pattern）

接下來詳細介紹一些這四種設計方法

先刪除快取，再更新資料庫

這種方法在併發讀寫的情況下容易出現快取不一致的問題

如上圖所示，其可能的執行流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新資料A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢資料A的邏輯

• 客戶端1 刪除快取中資料A

• 客戶端2 查詢快取中資料A，未命中

• 客戶端2 從資料庫查詢資料A，並更新到快取中

• 客戶端1 更新資料庫中資料A

可見，最後快取中的資料A跟資料庫中的資料A是不一致的，快取中的資料A是舊的髒資料。

因此一般不建議使用這種方式。

先更新資料庫，再讓快取失效

這種方法在併發讀寫的情況下，也可能會出現短暫快取不一致的問題

如上圖所示，其可能執行的流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新資料A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢資料A的邏輯

• 客戶端3 觸發查詢資料A的邏輯

• 客戶端1 更新資料庫中資料A

• 客戶端2 查詢快取中資料A，命中返回（舊資料）

• 客戶端1 讓快取中資料A失效

• 客戶端3 查詢快取中資料A，未命中

• 客戶端3 查詢資料庫中資料A，並更新到快取中

可見，最後快取中的資料A和資料庫中的資料A是一致的，理論上可能會出現一小段時間資料不一致，不過這種機率也比較低，大部分的業務也不會有太大的問題。

只更新快取，由快取自己同步更新資料庫（Read/Write Through Pattern）

這種方法相當於是業務只更新快取，再由快取去同步更新資料庫。 一個Write Through的 例子如下：

如上圖所示，其可能執行的流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新資料A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢資料A的邏輯

• 客戶端1 更新快取中資料A，快取同步更新資料庫中資料A，再返回結果

• 客戶端2 查詢快取中資料A，命中返回

Read Through 和 WriteThrough 的流程類似，只是在客戶端查詢資料A時，如果快取中資料A失效了（過期或被驅逐淘汰），則快取會同步去資料庫中查詢資料A，並快取起來，再返回給客戶端

這種方式快取不一致的機率極低，只不過需要對快取進行專門的改造。

只更新快取，由快取自己非同步更新資料庫（Write Behind Cache Pattern）

這種方式性詳單于是業務只操作更新快取，再由快取非同步去更新資料庫，例如：

如上圖所示，其可能的執行流程順序為：

• 客戶端1 觸發更新資料A的邏輯

• 客戶端2 觸發查詢資料A的邏輯

• 客戶端1 更新快取中的資料A，返回

• 客戶端2 查詢快取中的資料A，命中返回

• 快取非同步更新資料A到資料庫中

這種方式的優勢是讀寫的效能都非常好，基本上只要操作完記憶體後就返回給客戶端了，但是其是非強一致性，存在丟失資料的情況。

如果在快取非同步將資料更新到資料庫中時，快取服務掛了，此時未更新到資料庫中的資料就丟失了。

總結

上面講到的幾種快取更新的設計方式，都是前人總結出來的經驗，這些方式或多或少都有一些弊端，並不完美，實際上也很難有完美的設計。 大家在做系統設計的時候，也不要去追求完美，要有一些取捨，找到一種最適合自己業務場景的方式就行

作者：追光者