数据库和redis的一致性

之前的讲解，主要是在讲解redis如何支撑海量数据、高并发读写、高可用服务的架构

从这一讲开始，正式开始做业务系统的开发

商品详情页，缓存架构，90%是大量的业务（没有什么级数含量），10%最有级数含量的就是架构

1、上亿流量的商品详情页的多级缓存架构

采用三级缓存：nginx本地缓存+redis分布式缓存+tomcat 堆缓存的多级缓存架构

     　　　　　　　　　　nginx 本地缓存

                                        redis分布式缓存

                                     tomcat web应用 堆缓存

实时性要求非常高的数据：库存（希望当库存变化的时候，尽可能更快将库存显示到页面上去，而不是等了很长时间，库存才反应到页面上去）

实时性要求不高的数据：商品的基本信息（名称、颜色、版本、规格参数、等等）

对于实时性较高的数据来说，采用MYSQL和redis缓存双写的方案，这样缓存的时效性最高

nginx+lua脚本

lua脚本作为代码，部署到nginx本地，做第一层的业务逻辑

2、多级缓存架构中每一层的意义

1）nginx本地缓存，扛的是热数据的高并发访问，大量的热数据的访问，即经常会访问的那些数据，就会被保留在nginx本地缓存内。

2）redis分布式缓存，扛的是很高的离散访问，支撑海量的数据，高并发的访问，高可用的服务

3）tomcat 堆缓存主要是扛redis大规模灾难的

3、最经典的缓存+数据库读写的模式：cache aside pattern

1）Cache Aside Pattern

读的时候，先读缓存，缓存没有的话，那么就读数据库，然后取出数据放入缓存

更新的时候，先删除缓存，再更新数据库

2）为什么是删除缓存，而不是更新缓存？

很多时候，复杂点的缓存场景，因为缓存有的时候，不简单是数据库中直接取出来的值，在更新操作较多的数据项上，访问到的几率还是比较少，没有必要每次进行更新的时候都对缓存进行修改

4、数据库与缓存双写，可能导致数据不一致的问题，围绕和结合实时性较高的库存服务，把数据库与缓存双写不一致的问题及其解决方案，给大家讲解一下

5、最初级的缓存不一致问题以及解决方案

问题：先修改数据库，再删除缓存，如果删除缓存失败了，那么会导致数据库中是新数据，缓存中是旧数据，数据出现不一致

解决思路：先删除缓存，再修改数据库，如果修改数据库失败了，那么数据库中是旧数据，缓存中是空的，因为读的时候缓存没有，则度数据库中的旧数据，然后更新到缓存中

6、比较复杂的数据不一致问题

数据发生了变更，先删除了缓存，然后要去修改数据库，此时还没修改，一个请求过来，去读缓存，发现缓存空了，去查询数据库，查到了修改前的旧数据，放到了缓存中

然后数据变更的程序完成了数据库的修改，则数据库和缓存中的数据不一样了。。。

7、高并发情况下数据一致性的解决方案——数据库与缓存更新与读取操作进行异步串行化

更新数据库的时候，根据数据库的唯一标识，将操作路由之后，发送到一个jvm内部的队列中

一个队列对应一个工作线程（根据商品ID取hash值并对队列个数取模值，确定入队信息）

每个工作线程串行拿到对应的操作，然后一条一条执行

这样的话，一个数据变更的操作，先执行，删除缓存，然后再去更新数据库，但是还没完成更新

此时如果一个读请求过来，读到了空的缓存，那么可以先将缓存更新的请求发送到队列中，此时会在队列中积压，然后同步等待缓存更新完成

这里有一个优化点，一个队列中，其实多个更新缓存请求串在一起是没有意义的，因此可以做过滤，如果发现队列中已经有一个更新缓存的请求了，

那么就不用再放个更新请求操作进去了，直接等待前面的更新操作请求完成即可。

8.高并发的场景下，该解决方案要注意的问题

1)读请求长时阻塞

如果缓存是空的，有两种情况，一是，数据库里本身就没有这条数据，这是可以判断一下该内存队列有没有数据库更新操作，如果没有数据库更新操作，说明这条数据可能压根就是空的，那么不用hang住，就返回空。

如果内存队列里，有这条商品的更新操作，hang一会儿，去等待那个操作快速完成，然后返回。

2)读请求并发量过高

3)多服务实例部署的请求路由

可能这个服务部署了多个实例，那么必须保证说，执行数据更新操作，以及执行缓存更新操作的请求，都通过nginx服务器路由到相同的服务实例上

　　　　　　　　Service1                 Service2        　　Service3

对同一个商品的读写请求，全部路由到同一台机器上

nginx，hash路由的功能

4)热点商品的路由问题，导致请求的倾斜

万一某个商品的读写请求特别高，全部打到相同的机器的相同的队列里面去了，可能造成某台机器的压力过大

就是说，因为只有在商品数据更新的时候才会清空缓存，然后才会导致读写并发，所以更新频率不是太高的话，这个问题的影响并不是特别大