redis缓存数据库的一致性CAP?

前言:上次面试被面试官问到redis做缓存时如何保证与数据库的数据一致。尽管能答出个八九不离十,但是总感觉缺少一下发自内心的自信,可能也没有去深究为啥要先“更新数据库,再删除redis;为何不直接更新redis?”。

抛出问题

对于redis做缓存的业务场景,在对数据进行增删改时,都要面对同时操作数据库和redis缓存的情况,
一般会有以下4种方案选择。那么该如何选择呢!相信很多同学都知道,一般都是先更新数据库,再删除缓存。
但是为什么要这么做呢?其他3种方案会存在什么样的问题呢?这么多是否还存在问题?
带着问题继续往下看,此时你也可以先思考或者回忆甚至物色一个场景上代码验证一下自己心中的答案。
  1. 先更新数据库,再更新缓存。
  2. 先更新缓存,再更新数据库。
  3. 先更新数据库,再删除缓存。
  4. 先删除缓存,再更新数据库。

业务场景

某购物网站推出特价商品活动,由于是特价,所以被浏览的次数也会大大增加。
因此这些特价商品会保存在缓存里面,又因为是特价商品,所以库存也有限。
当用户购买特价商品时,分别采用上述4种方案进行处理,分析商品库存会存在什么样的问题。

过程分析

方案一:先更新数据库,再更新缓存。
正常逻辑是:用户下单商品时,先查询redis库存,库存数量>=用户购买数量,请求通过。更新数据库该商品的库存(此处更新的库存数是计算后的库存,而不是通过sql去更新再计算),然后再更新redis商品的库存。(此处先不用纠结真实的业务逻辑,把更新库存操作当做管理员更新商品的描述等参数即可)
问题1:当用户A的下单操作更新完数据库后,还没有更新缓存前。用户B的下单操作刚好发起,并抢在A更新redis之前完成所有操作。假如原本有库存10,A下单3,那么数据库库存先变为7,此时redis中的库存仍然为10。此时用户B的下单8,由于redis中的库存为10,因此B会将数据库的库存更新为2,现在无论是谁先去执行后续操作,数据都不正确。

<think>好的,我现在需要帮助用户了解Redis数据库之间实现一致性的方法或最佳实践,特别是涉及分布式事务、Sagas和TCC模式的应用。首先,我需要整理已有的知识,并参考用户提供的引用内容,确保回答准确且有依据。 用户的问题集中在Redis数据库的一致性方案,可能涉及分布式事务的不同模式。根据提供的引用,尤其是引用[1]、[2]、[3]、[4],我需要结合这些内容来构建回答。例如,引用[1]提到分布式事务满足CAP的C(一致性),但可能使用最终一致性,而引用[2]提到ET框架支持多种事务形态如TCC、Sagas,这可能相关。引用[4]指出Redis的应用场景,但用户更关注它与数据库的一致性方案。 首先,我需要明确Redis作为缓存数据库之间的一致性问题。常见的方法有缓存更新策略(如Cache Aside)、使用消息队列异步处理、或者结合分布式事务框架。然后考虑分布式事务的模式,比如Sagas和TCC,如何应用到Redis数据库的同步中。 接下来,我应该分步骤解释不同的实现方案。比如: 1. 基于最终一致性的异步方案:使用消息队列(如Kafka)来协调Redis数据库的更新,确保最终一致。这可能涉及补偿机制,如Sagas模式,每个步骤都有对应的补偿动作。引用[2]提到ET框架支持Sagas,可以引用这一点。 2. TCC模式:在业务层实现Try、Confirm、Cancel接口,确保每个操作都可以回滚。例如,在Try阶段预留资源,Confirm阶段确认操作,Cancel阶段回滚。引用[2]也提到ET支持TCC,可以作为参考。 3. 可靠消息模式:通过消息中间件确保消息可靠传递,数据库事务提交后发送消息,Redis根据消息更新。这需要消息的可靠性和幂等处理,引用[2]提到ET框架处理幂等,这可能相关。 另外,需要考虑Redis数据库事务的隔离性问题,以及如何避免脏读。比如,在更新数据库后,删除或更新Redis缓存,可能需要延迟双删策略。 然后,需要结合用户提供的引用内容来支持这些方案。例如,引用[3]提到选择支持分布式事务的数据库,可能可以结合数据库的事务和Redis的操作,但需要额外机制来保证两者的一致性。引用[4]提到Redis的数据结构和使用场景,但用户的问题更关注一致性,所以可能需要强调如何在这些场景下保持数据一致。 需要确保回答结构清晰,分点说明不同的方案,并引用提供的参考文献来增强可信度。同时,生成相关问题,引导用户进一步探索。例如,关于Sagas的具体实现,或者TCC模式在Redis中的挑战。 最后,检查是否符合用户要求的格式:行内公式用$...$,独立公式用$$...$$(虽然可能不太涉及数学公式,但如果有的话需要注意),正确的中文回答,生成相关问题,引用标记正确。</think>[用户可见层] ### Redis数据库一致性实现方案及最佳实践 Redis数据库的一致性通常通过以下分布式事务模式实现,需根据业务场景选择合适方案: --- #### 一、**基于最终一致性的异步方案** 1. **可靠消息模式** - **实现逻辑**: - 业务操作先提交数据库事务 - 通过消息队列(如Kafka)异步通知Redis更新缓存 - 消息需保证可靠性(如事务消息、重试机制) - **优势**:高性能,适合高并发场景[^2] - **示例流程**: ```python # 数据库事务提交后发送消息 def update_data(): with db.transaction(): db.update(...) message_queue.send("update_cache", key) # 确保消息发送成功 ``` Redis监听消息并更新缓存,需处理消息幂等性[^2]。 2. **Sagas模式** - **原理**:将事务拆分为多个本地事务,通过补偿操作回滚失败步骤[^1]。 - **适用场景**:长事务、跨服务调用。 - **示例**: - 步骤1:更新数据库 → 步骤2:更新Redis - 若步骤2失败,触发补偿操作回滚数据库 --- #### 二、**基于强一致性的同步方案(TCC模式)** 1. **Try阶段**:资源预留(如冻结数据库记录、锁定缓存) 2. **Confirm阶段**:提交数据库事务并更新Redis 3. **Cancel阶段**:回滚数据库并清除Redis锁定 ```python def tcc_update(): try: db.prepare() # 预留资源 redis.lock(key) # 锁定缓存 except: db.rollback() # Cancel redis.unlock(key) else: db.commit() # Confirm redis.update(key, value) ``` **优势**:强一致性,但复杂度较高,需框架支持(如Seata、ET框架)。 --- #### 三、**缓存策略优化** 1. **Cache Aside模式** - 读操作:先查缓存,未命中则读数据库并回填 - 写操作:先更新数据库,再删除缓存(或延迟双删) - **关键点**:避免并发写导致脏数据[^4]。 2. **Write Through/Write Behind** - **Write Through**:所有写操作同步更新数据库缓存 - **Write Behind**:异步批量更新,牺牲一致性换取性能 --- #### 四、**最佳实践总结** | 场景 | 推荐方案 | 一致性级别 | 引用依据 | |-----------------------|----------------------|------------------|---------------| | 高并发读 | Cache Aside + 延迟双删 | 最终一致 | | | 跨服务长事务 | Sagas模式 | 最终一致 | | | 强一致性要求 | TCC模式 | 强一致 | | | 异步解耦 | 可靠消息队列 | 最终一致 | | ---
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