redis：四、双写一致性的原理和解决方案（延时双删、分布式锁、异步通知MQ/canal）、面试回答模板

双写一致性

场景导入

如果现在有个数据要更新，是先删除缓存，还是先操作数据库呢？当多个线程同时进行访问数据的操作，又是什么情况呢？

以先删除缓存，再操作数据库为例

多个线程运行的正常的流程应该如下：
线程1先访问数据，它首先删除缓存，然后更新数据库。之后线程2来查询缓存，未命中后查询数据库，随后写入缓存。
也就是说，线程1负责删除缓存并更新数据库，线程2负责查询数据库并写入缓存。

但如果线程2在线程1还未更新数据库的时候，就查询数据库了，那么就会出问题。

以先操作数据库，再删除缓存为例。

正常流程应该如下：
线程2负责更新数据库并删除缓存。线程1负责查询数据库，并写入缓存。
其实也可以说

线程1负责更新数据库并删除缓存。线程2负责查询数据库，并写入缓存。

我把上面的“以先删除缓存，再操作数据库为例”搬过来了，可以对比一下。

也就是说，线程1负责删除缓存并更新数据库，线程2负责查询数据库并写入缓存。

发现就是前半部分顺序颠倒了而已。

同样的，

但如果线程1在线程2还更新数据库的时候，就查询数据库了，那么就会出问题。

我同样把上面的异常情况搬过来对比。

但如果线程2在线程1还未更新数据库的时候，就查询数据库了，那么就会出问题。

定义

当修改了数据库的数据也要同时更新缓存的数据，缓存和数据库的数据要保持一致

解决方案

能保障强一致性：延时双删、分布式锁
不能保障强一致性，只能保障最终的一致性：异步通知

延时双删（强一致性）

延时双删就是正常删除缓存、修改数据库后还要延时一会再次删除缓存。

因为从上面的场景导入，我们发现，无论是先删除缓存还是先修改数据库，都会有数据不一致，即脏数据的风险。

再次把先删除缓存，再修改数据库的异常流程图拿过来，我们发现整个流程走完后，线程1更新数据库，拿到的是正确的值。而线程2拿到的是错误的值，这时只要我们以数据库为主，删除缓存，再写入数据库的值，那么就能拿到正确的值。

此外，延时一会是因为一般数据库都是主从分离，读写分离的。延时是为了让主库有时间通知到从库，所有数据库的更新操作全部走完。
延时双删极大程度上避免了脏数据的风险，但因为有延时的存在，延时时间不好控制，所以也不能说百分百避免。

分布式锁（强一致性）

互斥锁

直接加互斥锁能保障数据的强一致性，但是性能较低。此时我们就需要优化一下互斥锁。因为存入缓存的数据，一般都是读多写少。为此我们引入两个单独的锁，分别叫共享锁和排他锁。

共享锁/读锁

共享锁，又叫读锁（readLock），加锁之后，其他线程可以共享读操作。

排他锁/独占锁

排他锁，又叫独占锁（writeLock），加锁之后，阻塞其他线程读和写操作。

混合使用的流程和代码

我们想要拿到共享锁或者排他锁，都需要先拿到读写锁。
通过固定代码可以拿到读写锁。

RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("ITEM_READ_WRITE_LOCK");

随后分别拿到共享锁和排他锁。（注意两个锁需要是同一把读写锁）

RLock readLock = readWriteLock.readLock();
RLock writeLock = readWriteLock.writeLock();

读操作的代码

public void getById(Integer id){RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("ITEM_READ_WRITE_LOCK");RLock readLock = readWriteLock.readLock();try{readLock.lock();System.out.println("readLock...");Item item = (Item) redisTemplate.opsForValue().get("item"+id);if(item != null){return item;}item = new Item(id, "华为手机", "华为手机", 5999.00);redisTemplate.opsForValue().set("item"+id, item);return item;}finally{readLock.unlock();}
}

写操作的代码

public void updateById(Integer id){RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("ITEM_READ_WRITE_LOCK");RLock writeLock = readWriteLock.writeLock();try{writeLock.lock();System.out.println("writeLock...");Item item = new Item(id, "华为手机", "华为手机", 5299.00);try{Thread.sleep(10000);}catch(InterruptedException e){e.printStackTrace();}redisTemplate.delete("item"+id);}finally{writeLock.unlock();}
}

异步通知

异步通知的也有两个主流方案：MQ、Canal




canal的方案对于业务代码几乎是零侵入的。

面试回答模板

redis为缓存，mysql的数据如何与redis进行同步呢？

背熟以下回答，大概用时1min。

这个要看业务需求，如果要求数据的强一致性，那么一般使用读写锁来实现。读写锁是一种分布式锁机制，里面包括两种锁，一个叫共享锁，在读的时候添加共享锁，可以保证读读不互斥，读写互斥。一个叫排他锁，在写的时候添加排他锁，可以保证读写都互斥，避免脏数据的风险。
如果不要求数据的强一致性，那么就可以用基于MQ或者canal中间件的异步通知，来实现redis和mysql的双写一致性。

你的项目中用到了redis，那你mysql的数据如何与redis进行同步呢？

——————————————强一致性策略——————————————————

以我最近做的这个项目为例，里面有xxxx（根据自己的简历上写）的功能，需要让数据库与redis高度保持一致，因为要求时效性比较高，我们当时采用的读写锁保证的强一致性。
读写锁是一种分布式锁机制，里面包括两种锁，一个叫共享锁，在读的时候添加共享锁，可以保证读读不互斥，读写互斥。一个叫排他锁，在写的时候添加排他锁，可以保证读写都互斥，避免脏数据的风险。这里面需要注意的是读方法和写方法上需要使用同一把锁才行。

面试官：那这个排他锁是如何保证读写、读读互斥的呢？

候选人：其实排他锁底层使用也是setnx，保证了同时只能有一个线程操作锁住的方法

面试官：你听说过延时双删吗？为什么不用它呢？

候选人：延迟双删，如果是写操作，我们先把缓存中的数据删除，然后更新数据库，最后再延时删除缓存中的数据，其中这个延时多久不太好确定，在延时的过程中可能会出现脏数据，并不能保证强一致性，所以没有采用它。

——————————————非强一致性策略——————————————————

面试官：redis做为缓存，mysql的数据如何与redis进行同步呢？（双写一致性）

候选人：嗯！就说我最近做的这个项目，里面有xxxx（根据自己的简历上写）的功能，数据同步可以有一定的延时（符合大部分业务）

我们当时采用的阿里的canal组件实现数据同步：不需要更改业务代码，部署一个canal服务。canal服务把自己伪装成mysql的一个从节点，当mysql数据更新以后，canal会读取binlog数据，然后在通过canal的客户端获取到数据，更新缓存即可。