面试题：高并发场景下Redis与MySQL数据同步策略优化

Question

假设在一个高并发的电商系统中，商品信息同时存储在Redis和MySQL中。用户频繁地查询和修改商品库存，如何设计一套高效的Redis与MySQL数据同步策略，以确保数据的一致性和系统的高性能？请详细阐述同步流程和关键技术点。

Answer 1

同步流程

1. 查询流程
   • 首先尝试从Redis中读取商品库存信息。因为Redis是基于内存的数据库，读写速度极快，能快速响应高并发的查询请求。
   • 如果Redis中不存在该商品库存信息（缓存穿透情况），则从MySQL中查询，并将查询结果同步到Redis中，设置合适的过期时间，以便后续查询可以直接从Redis获取。
2. 修改流程
   • 先更新Redis：当用户修改商品库存时，首先在Redis中更新库存数据。这样能保证在高并发场景下，写操作可以快速响应，因为Redis的写性能非常高。
   • 使用消息队列（如Kafka、RabbitMQ等）：将库存修改操作封装成消息发送到消息队列中。消息队列可以起到削峰填谷的作用，避免高并发的写操作直接冲击MySQL。
   • 异步更新MySQL：在消息队列的消费者端，从队列中取出库存修改消息，然后在MySQL中进行库存更新操作。这样可以确保MySQL的更新操作相对平稳，不会因为瞬间高并发而导致性能问题。
   • 更新完成后确认：当MySQL更新成功后，可以选择再次更新Redis（如果在更新MySQL过程中Redis数据有过期等情况），以确保Redis和MySQL数据的一致性。

关键技术点

1. 缓存过期策略：合理设置Redis中商品库存信息的过期时间。如果过期时间设置过短，可能导致频繁从MySQL读取数据，增加MySQL压力；如果设置过长，在商品库存修改后，可能长时间内Redis和MySQL数据不一致。可以根据商品的销售热度等因素动态调整过期时间。
2. 缓存穿透处理：为了防止大量不存在的商品查询穿透到MySQL，可以在Redis中设置一个特殊标识（如一个空值，并设置较短过期时间），表示该商品不存在，避免每次都查询MySQL。同时可以使用布隆过滤器等技术来提前过滤掉不存在的商品查询。
3. 消息队列可靠性：确保消息队列的高可用性和消息不丢失。可以采用消息队列的持久化机制，以及多副本等技术。对于消费者端处理消息失败的情况，要有重试机制，避免因为偶尔的网络波动等原因导致MySQL数据未更新。
4. 数据一致性校验：定期或不定期地对Redis和MySQL中的商品库存数据进行一致性校验。可以采用定时任务，从MySQL全量或增量读取数据与Redis数据进行比对，发现不一致及时修复。同时在业务层面，对于一些关键的库存操作（如库存扣减成功但订单未生成等情况）要有回滚机制，保证数据的最终一致性。