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?一天，老板說「最近公司的用戶越來越多了，但是服務(wù)器的訪問速度越來越差的，阿旺幫我優(yōu)化下，做好了給你畫個(gè)餅！」。

程序員阿旺聽到老板口中的「畫餅」后就非常期待，沒有任何猶豫就接下了老板給的這個(gè)任務(wù)。阿旺登陸到了服務(wù)器，經(jīng)過一番排查后，確認(rèn)服務(wù)器的性能瓶頸是在數(shù)據(jù)庫。這好辦，給服務(wù)器加上 Redis，讓其作為數(shù)據(jù)庫的緩存。這樣，在客戶端請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，如果能在緩存中命中數(shù)據(jù)，那就查詢緩存，不用在去查詢數(shù)據(jù)庫，從而減輕數(shù)據(jù)庫的壓力，提高服務(wù)器的性能。1阿旺有了這個(gè)想法后，就準(zhǔn)備開始著手優(yōu)化服務(wù)器，但是擋在在他前面的是這樣的一個(gè)問題。

由于引入了緩存，那么在數(shù)據(jù)更新時(shí)，不僅要更新數(shù)據(jù)庫，而且要更新緩存，這兩個(gè)更新操作存在前后的問題：

• 先更新數(shù)據(jù)庫，再更新緩存；

• 先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫；

阿旺沒想到太多，他覺得最新的數(shù)據(jù)肯定要先更新數(shù)據(jù)庫，這樣才可以確保數(shù)據(jù)庫里的數(shù)據(jù)是最新的，于是他就采用了「先更新數(shù)據(jù)庫，再更新緩存」的方案。阿旺經(jīng)過幾個(gè)夜晚的折騰，終于「優(yōu)化好了服務(wù)器」，然后就直接上線了，自信心滿滿跑去跟老板匯報(bào)。老板不懂技術(shù)，自然也沒多慮，就讓后續(xù)阿旺觀察下服務(wù)器的情況，如果效果不錯(cuò)，就跟阿旺談畫餅的事情。阿旺觀察了好幾天，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的壓力大大減少了，訪問速度也提高了不少，心想這事肯定成的了。好景不長，突然老板收到一個(gè)客戶的投訴，客戶說他剛發(fā)起了兩次更新年齡的操作，但是顯示的年齡確還是第一次更新時(shí)的年齡，而第二次更新年齡并沒有生效。老板立馬就找了阿旺，訓(xùn)斥著阿旺說：「這么簡單的更新操作，都有 bug？我臉往哪兒放？你的餅還要不要了？」聽到自己準(zhǔn)備到手的餅要沒了的阿旺瞬間就慌了，立馬登陸服務(wù)器排查問題，阿旺查詢緩存和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)了問題。數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是客戶第二次更新操作的數(shù)據(jù)，而緩存確還是第一次更新操作的數(shù)據(jù)，也就是出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫和緩存的數(shù)據(jù)不一致的問題。這個(gè)問題可大了，阿旺經(jīng)過一輪的分析，造成緩存和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象，是因?yàn)?strong>并發(fā)問題！

先更新數(shù)據(jù)庫，再更新緩存

舉個(gè)例子，比如「請(qǐng)求 A 」和「請(qǐng)求 B 」兩個(gè)請(qǐng)求，同時(shí)更新「同一條」數(shù)據(jù)，則可能出現(xiàn)這樣的順序：

A 請(qǐng)求先將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)更新為 1，然后在更新緩存前，請(qǐng)求 B 將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)更新為 2，緊接著也把緩存更新為 2，然后 A 請(qǐng)求更新緩存為 1。此時(shí)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是 2，而緩存中的數(shù)據(jù)卻是 1，出現(xiàn)了緩存和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。

先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫

那換成「先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫」這個(gè)方案，還會(huì)有問題嗎？依然還是存在并發(fā)的問題，分析思路也是一樣。假設(shè)「請(qǐng)求 A 」和「請(qǐng)求 B 」兩個(gè)請(qǐng)求，同時(shí)更新「同一條」數(shù)據(jù)，則可能出現(xiàn)這樣的順序：

A 請(qǐng)求先將緩存的數(shù)據(jù)更新為 1，然后在更新數(shù)據(jù)庫前，B 請(qǐng)求來了， 將緩存的數(shù)據(jù)更新為 2，緊接著把數(shù)據(jù)庫更新為 2，然后 A 請(qǐng)求將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)更新為 1。此時(shí)，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是 1，而緩存中的數(shù)據(jù)卻是 2，出現(xiàn)了緩存和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。所以，無論是「先更新數(shù)據(jù)庫，再更新緩存」，還是「先更新緩存，再更新數(shù)據(jù)庫」，這兩個(gè)方案都存在并發(fā)問題，當(dāng)兩個(gè)請(qǐng)求并發(fā)更新同一條數(shù)據(jù)的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)緩存和數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。2阿旺定位出問題后，思考了一番后，決定在更新數(shù)據(jù)時(shí)，不更新緩存，而是刪除緩存中的數(shù)據(jù)。然后，到讀取數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)緩存中沒了數(shù)據(jù)之后，再從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，更新到緩存中。阿旺想的這個(gè)策略是有名字的，是叫 Cache Aside 策略，中文是叫旁路緩存策略。該策略又可以細(xì)分為「讀策略」和「寫策略」。

寫策略的步驟：

• 更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)；

• 刪除緩存中的數(shù)據(jù)。

讀策略的步驟：

• 如果讀取的數(shù)據(jù)命中了緩存，則直接返回?cái)?shù)據(jù)；

• 如果讀取的數(shù)據(jù)沒有命中緩存，則從數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)寫入到緩存，并且返回給用戶。

阿旺在想到「寫策略」的時(shí)候，又陷入更深層次的思考，到底該選擇哪種順序呢？

• 先刪除緩存，再更新數(shù)據(jù)庫；

• 先更新數(shù)據(jù)庫，再刪除緩存。

阿旺這次經(jīng)過上次教訓(xùn)，不再「想當(dāng)然」的亂選方案，因?yàn)槔习暹@次給的餅很大啊，必須把握住。于是阿旺用并發(fā)的角度來分析，看看這兩種方案哪個(gè)可以保證數(shù)據(jù)庫與緩存的數(shù)據(jù)一致性。

先刪除緩存，再更新數(shù)據(jù)庫

阿旺還是以用戶表的場(chǎng)景來分析。假設(shè)某個(gè)用戶的年齡是 20，請(qǐng)求 A 要更新用戶年齡為 21，所以它會(huì)刪除緩存中的內(nèi)容。這時(shí)，另一個(gè)請(qǐng)求 B 要讀取這個(gè)用戶的年齡，它查詢緩存發(fā)現(xiàn)未命中后，會(huì)從數(shù)據(jù)庫中讀取到年齡為 20，并且寫入到緩存中，然后請(qǐng)求 A 繼續(xù)更改數(shù)據(jù)庫，將用戶的年齡更新為 21。

最終，該用戶年齡在緩存中是 20（舊值），在數(shù)據(jù)庫中是 21（新值），緩存和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不一致?？梢钥吹?，先刪除緩存，再更新數(shù)據(jù)庫，在「讀 寫」并發(fā)的時(shí)候，還是會(huì)出現(xiàn)緩存和數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)不一致的問題。

先更新數(shù)據(jù)庫，再刪除緩存

繼續(xù)用「讀 寫」請(qǐng)求的并發(fā)的場(chǎng)景來分析。假如某個(gè)用戶數(shù)據(jù)在緩存中不存在，請(qǐng)求 A 讀取數(shù)據(jù)時(shí)從數(shù)據(jù)庫中查詢到年齡為 20，在未寫入緩存中時(shí)另一個(gè)請(qǐng)求 B 更新數(shù)據(jù)。它更新數(shù)據(jù)庫中的年齡為 21，并且清空緩存。這時(shí)請(qǐng)求 A 把從數(shù)據(jù)庫中讀到的年齡為 20 的數(shù)據(jù)寫入到緩存中。

最終，該用戶年齡在緩存中是 20（舊值），在數(shù)據(jù)庫中是 21（新值），緩存和數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不一致。從上面的理論上分析，先更新數(shù)據(jù)庫，再刪除緩存也是會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致性的問題，但是在實(shí)際中，這個(gè)問題出現(xiàn)的概率并不高。因?yàn)榫彺娴膶懭胪ǔＲh(yuǎn)遠(yuǎn)快于數(shù)據(jù)庫的寫入，所以在實(shí)際中很難出現(xiàn)請(qǐng)求 B 已經(jīng)更新了數(shù)據(jù)庫并且刪除了緩存，請(qǐng)求 A 才更新完緩存的情況。而一旦請(qǐng)求 A 早于請(qǐng)求 B 刪除緩存之前更新了緩存，那么接下來的請(qǐng)求就會(huì)因?yàn)榫彺娌幻卸鴱臄?shù)據(jù)庫中重新讀取數(shù)據(jù)，所以不會(huì)出現(xiàn)這種不一致的情況。所以，「先更新數(shù)據(jù)庫 再刪除緩存」的方案，是可以保證數(shù)據(jù)一致性的。而且阿旺為了確保萬無一失，還給緩存數(shù)據(jù)加上了「過期時(shí)間」，就算在這期間存在緩存數(shù)據(jù)不一致，有過期時(shí)間來兜底，這樣也能達(dá)到最終一致。阿旺思考到這一步后，覺得自己真的是個(gè)小天才，因?yàn)樗谷幌氲搅藗€(gè)「天衣無縫」的方案，他二話不說就采用了這個(gè)方案，又經(jīng)過幾天的折騰，終于完成了。他自信滿滿的向老板匯報(bào)，已經(jīng)解決了上次客戶的投訴的問題了。老板覺得阿旺這小伙子不錯(cuò)，這么快就解決問題了，然后讓阿旺在觀察幾天。事情哪有這么順利呢？結(jié)果又沒過多久，老板又收到客戶的投訴了，說自己明明更新了數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)要過一段時(shí)間才生效，客戶接受不了。老板面無表情的找上阿旺，讓阿旺盡快查出問題。阿旺得知又有 Bug 就更慌了，立馬就登錄服務(wù)器去排查問題，查看日志后得知了原因?！赶雀聰?shù)據(jù)庫， 再刪除緩存」其實(shí)是兩個(gè)操作，前面的所有分析都是建立在這兩個(gè)操作都能同時(shí)執(zhí)行成功，而這次客戶投訴的問題就在于，在刪除緩存（第二個(gè)操作）的時(shí)候失敗了，導(dǎo)致緩存中的數(shù)據(jù)是舊值。好在之前給緩存加上了過期時(shí)間，所以才會(huì)出現(xiàn)客戶說的過一段時(shí)間才更新生效的現(xiàn)象，假設(shè)如果沒有這個(gè)過期時(shí)間的兜底，那后續(xù)的請(qǐng)求讀到的就會(huì)一直是緩存中的舊數(shù)據(jù)，這樣問題就更大了。所以新的問題來了，如何保證「先更新數(shù)據(jù)庫 ，再刪除緩存」這兩個(gè)操作能執(zhí)行成功？阿旺分析出問題后，慌慌張張的向老板匯報(bào)了問題。老板知道事情后，又給了阿旺幾天來解決這個(gè)問題，畫餅的事情這次沒有再提了。阿旺會(huì)用什么方式來解決這個(gè)問題呢？老板畫的餅事情，能否兌現(xiàn)給阿旺呢？預(yù)知后事，且聽下回阿旺的故事。

別問為什么，故事還要分上下回，因?yàn)樾×肿蛲戆疽箤?，沒寫完，就先放上回的故事，哈哈哈。

3阿旺的事情就聊到這，我們繼續(xù)說點(diǎn)其他?！赶雀聰?shù)據(jù)庫，再刪除緩存」的方案雖然保證了數(shù)據(jù)庫與緩存的數(shù)據(jù)一致性，但是每次更新數(shù)據(jù)的時(shí)候，緩存的數(shù)據(jù)都會(huì)被刪除，這樣會(huì)對(duì)緩存的命中率帶來影響。所以，如果我們的業(yè)務(wù)對(duì)緩存命中率有很高的要求，我們可以采用「更新數(shù)據(jù)庫 更新緩存」的方案，因?yàn)楦戮彺娌⒉粫?huì)出現(xiàn)緩存未命中的情況。但是這個(gè)方案前面我們也分析過，在兩個(gè)更新請(qǐng)求并發(fā)執(zhí)行的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致的問題，因?yàn)楦聰?shù)據(jù)庫和更新緩存這兩個(gè)操作是獨(dú)立的，而我們又沒有對(duì)操作做任何并發(fā)控制，那么當(dāng)兩個(gè)線程并發(fā)更新它們的話，就會(huì)因?yàn)閷懭腠樞虻牟煌斐蓴?shù)據(jù)的不一致。所以我們得增加一些手段來解決這個(gè)問題，這里提供兩種做法：

• 在更新緩存前先加個(gè)分布式鎖，保證同一時(shí)間只運(yùn)行一個(gè)請(qǐng)求更新緩存，就會(huì)不會(huì)產(chǎn)生并發(fā)問題了，當(dāng)然引入了鎖后，對(duì)于寫入的性能就會(huì)帶來影響。

• 在更新完緩存時(shí)，給緩存加上較短的過期時(shí)間，這樣即時(shí)出現(xiàn)緩存不一致的情況，緩存的數(shù)據(jù)也會(huì)很快過期，對(duì)業(yè)務(wù)還是能接受的。

對(duì)了，針對(duì)「先刪除緩存，再刪除數(shù)據(jù)庫」方案在「讀 寫」并發(fā)請(qǐng)求而造成緩存不一致的解決辦法是「延遲雙刪」。延遲雙刪實(shí)現(xiàn)的偽代碼如下：#刪除緩存
redis.delKey(X)
#更新數(shù)據(jù)庫
db.update(X)
#睡眠
Thread.sleep(N)
#再刪除緩存
redis.delKey(X)
加了個(gè)睡眠時(shí)間，主要是為了確保請(qǐng)求 A 在睡眠的時(shí)候，請(qǐng)求 B 能夠在這這一段時(shí)間完成「從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，再把缺失的緩存寫入緩存」的操作，然后請(qǐng)求 A 睡眠完，再刪除緩存。所以，請(qǐng)求 A 的睡眠時(shí)間就需要大于請(qǐng)求 B 「從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù) 寫入緩存」的時(shí)間。但是具體睡眠多久其實(shí)是個(gè)玄學(xué)，很難評(píng)估出來，所以這個(gè)方案也只是盡可能保證一致性而已，極端情況下，依然也會(huì)出現(xiàn)緩存不一致的現(xiàn)象。因此，還是比較建議用「先更新數(shù)據(jù)庫，再刪除緩存」的方案。