Redis双写一致性、并发竞争、线程模型

Redis双写一致性、并发竞争、线程模型

如果有多个系统同时操作(并发)Redis带来的数据问题?

系统A、B、C三个系统,分别去操作Redis的同一个Key,本来顺序是1,2,3是正常的,但是因为系统A网络突然抖动了一下,B,C在他前面操作了Redis,这样数据不就错了么。

就好比下单,支付,退款三个顺序你变了,你先退款,再下单,再支付,那流程就会失败,那数据不就乱了?你订单还没生成你却支付,退款了?明显走不通了,这在线上是很恐怖的事情。

那这种情况怎么解决呢?

我们可以找个管家帮我们管理好数据的嘛!

某个时刻,多个系统实例都去更新某个 key。可以基于 Zookeeper 实现分布式锁。每个系统通过 Zookeeper 获取分布式锁,确保同一时间,只能有一个系统实例在操作某个 Key,别人都不允许读和写。

你要写入缓存的数据,都是从 MySQL 里查出来的,都得写入 MySQL 中,写入 MySQL 中的时候必须保存一个时间戳,从 MySQL 查出来的时候,时间戳也查出来。

每次要写之前,先判断一下当前这个 Value 的时间戳是否比缓存里的 Value 的时间戳要新。如果是的话,那么可以写,否则,就不能用旧的数据覆盖新的数据。

你只要用缓存,就可能会涉及到缓存与数据库双存储双写,你只要是双写,就一定会有数据一致性的问题,那么你如何解决一致性问题?

一般来说,如果允许缓存可以稍微的跟数据库偶尔有不一致的情况,也就是说如果你的系统不是严格要求 “缓存+数据库” 必须保持一致性的话,最好不要做这个方案,即:读请求和写请求串行化,串到一个内存队列里去。

串行化可以保证一定不会出现不一致的情况,但是它也会导致系统的吞吐量大幅度降低,用比正常情况下多几倍的机器去支撑线上的一个请求。

把一些列的操作都放到队列里面,顺序肯定不会乱,但是并发高了,这队列很容易阻塞,反而会成为整个系统的弱点,瓶颈

你了解最经典的KV、DB读写模式么?

最经典的缓存+数据库读写的模式,就是 Cache Aside Pattern

  • 读的时候,先读缓存,缓存没有的话,就读数据库,然后取出数据后放入缓存,同时返回响应。
  • 更新的时候,先更新数据库,然后再删除缓存

为什么是删除缓存,而不是更新缓存?

原因很简单,很多时候,在复杂点的缓存场景,缓存不单单是数据库中直接取出来的值。

比如可能更新了某个表的一个字段,然后其对应的缓存,是需要查询另外两个表的数据并进行运算,才能计算出缓存最新的值的。

另外更新缓存的代价有时候是很高的。是不是说,每次修改数据库的时候,都一定要将其对应的缓存更新一份?也许有的场景是这样,但是对于比较复杂的缓存数据计算的场景,就不是这样了。如果你频繁修改一个缓存涉及的多个表,缓存也频繁更新。但是问题在于,这个缓存到底会不会被频繁访问到?

举个栗子:一个缓存涉及的表的字段,在 1 分钟内就修改了 20 次,或者是 100 次,那么缓存更新 20 次、100 次;但是这个缓存在 1 分钟内只被读取了 1 次,有大量的冷数据

实际上,如果你只是删除缓存的话,那么在 1 分钟内,这个缓存不过就重新计算一次而已,开销大幅度降低。用到缓存才去算缓存。

其实删除缓存,而不是更新缓存,就是一个 Lazy 计算的思想,不要每次都重新做复杂的计算,不管它会不会用到,而是让它到需要被使用的时候再重新计算。

MybatisHibernate,都有懒加载思想。查询一个部门,部门带了一个员工的 List,没有必要说每次查询部门,都里面的 1000 个员工的数据也同时查出来啊。80% 的情况,查这个部门,就只是要访问这个部门的信息就可以了。先查部门,同时要访问里面的员工,那么这个时候只有在你要访问里面的员工的时候,才会去数据库里面查询 1000 个员工。

Redis 和 Memcached 有啥区别,为啥选择用Redis作为你们的缓存中间件?

Redis 支持复杂的数据结构:

Redis 相比 Memcached 来说,拥有更多的数据结构,能支持更丰富的数据操作。如果需要缓存能够支持更复杂的结构和操作, Redis 会是不错的选择。

Redis 原生支持集群模式:

在 redis3.x 版本中,便能支持 Cluster 模式,而 Memcached 没有原生的集群模式,需要依靠客户端来实现往集群中分片写入数据。

性能对比:

由于 Redis 只使用单核,而 Memcached 可以使用多核,所以平均每一个核上 Redis 在存储小数据时比 Memcached 性能更高。而在 100k 以上的数据中,Memcached 性能要高于 Redis,虽然 Redis 最近也在存储大数据的性能上进行优化,但是比起 Remcached,还是稍有逊色。

Tip:其实面试官这么问,是想看你知道为啥用这个技术栈么?你为啥选这个技术栈,你是否做过技术选型的对比,优缺点你是否了解,你啥都不知道,只是为了用而用,那你可能就差点意思了。

Redis 的线程模型了解么?

Redis 内部使用文件事件处理器 file event handler,这个文件事件处理器是单线程的,所以 Redis 才叫做单线程的模型。它采用 IO 多路复用机制同时监听多个 Socket,根据 Socket 上的事件来选择对应的事件处理器进行处理。

文件事件处理器的结构包含 4 个部分:

  • 多个 Socket
  • IO 多路复用程序
  • 文件事件分派器
  • 事件处理器(连接应答处理器、命令请求处理器、命令回复处理器)

多个 Socket 可能会并发产生不同的操作,每个操作对应不同的文件事件,但是 IO 多路复用程序会监听多个 Socket,会将 Socket 产生的事件放入队列中排队,事件分派器每次从队列中取出一个事件,把该事件交给对应的事件处理器进行处理。

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