面试题：Redis在读写分离缓存模式中如何与MySQL协同优化读操作

Question

请阐述在Redis与MySQL读写分离缓存模式下，如何利用Redis来优化MySQL的读操作，包括数据读取流程、缓存更新策略等方面。

Answer 1

数据读取流程

1. 应用发起读请求：应用程序向系统发起读取数据的请求。
2. 查询Redis缓存：首先检查Redis中是否存在所需数据。若存在，直接从Redis读取数据并返回给应用，此过程速度极快，可大幅减少响应时间。
3. Redis未命中处理：若Redis中未找到数据，则向MySQL数据库发起查询请求。从MySQL读取数据后，将数据存入Redis缓存，以便后续相同请求可直接从Redis获取，同时返回数据给应用程序。

缓存更新策略

1. 读写时同步更新：
   • 写操作：当对MySQL进行数据写入（插入、更新、删除）操作时，同时更新Redis缓存中的相应数据，保证缓存与数据库数据一致性。
   • 优点：能实时保证缓存和数据库数据的一致性。
   • 缺点：增加了写操作的复杂度和耗时，因为每次写操作都需要同时操作两个存储系统。
2. 失效策略：
   • 写操作：对MySQL进行数据更新操作时，只更新数据库，不立即更新Redis缓存，而是设置该缓存数据的过期时间。当数据过期后，下次读取时从MySQL重新加载数据并更新缓存。
   • 优点：写操作简单，仅需操作数据库，提升写操作性能。
   • 缺点：在缓存过期前，可能存在数据不一致问题，特别是在高并发场景下，若缓存过期瞬间有大量请求，可能导致MySQL压力剧增（缓存击穿问题）。
3. 异步更新：
   • 写操作：对MySQL进行写操作后，通过消息队列（如Kafka、RabbitMQ等）异步通知更新Redis缓存。应用程序完成数据库写操作后，将更新缓存的任务发送到消息队列，由专门的消费者从队列中取出任务并更新Redis缓存。
   • 优点：减少了写操作的阻塞时间，提高写性能，同时能保证最终一致性。
   • 缺点：引入了消息队列，增加了系统复杂度，可能存在消息丢失、重复消费等问题，需要额外的机制来保证消息的可靠性和幂等性。