面试题：Redis和MySQL双写一致性问题及解决方案

Question

在Redis与MySQL结合实现高效数据读取流程中，双写一致性是个常见难题。当数据发生变更时，需要同时更新Redis缓存和MySQL数据库。请详细分析可能出现不一致的场景，并给出相应的解决方案及优缺点。

Answer 1

可能出现不一致的场景

1. 先更新数据库，后更新缓存
   • 场景描述：应用程序先成功更新MySQL数据库，但在更新Redis缓存时发生异常失败。此时，后续读请求先从Redis缓存读取数据，就会读到旧数据，导致数据不一致。
   • 示例：商品价格在数据库中已更新为新价格，但Redis缓存中价格还是旧价格，用户查询到的就是旧价格。
2. 先更新缓存，后更新数据库
   • 场景描述：应用程序先成功更新Redis缓存，但在更新MySQL数据库时发生异常失败。此时，其他进程可能读取到Redis中的新数据，但由于数据库未更新，在缓存失效后，后续读请求从数据库读取的是旧数据，导致不一致。
   • 示例：文章内容在Redis缓存中已更新，但数据库未更新成功，当缓存过期后，用户获取到的文章内容还是旧的。
3. 高并发下的读写操作
   • 场景描述：在高并发场景下，一个写操作先更新了数据库，还未来得及更新缓存，此时多个读操作并发执行，先从缓存中读取到旧数据，然后写操作更新了缓存。后续读操作又会读到新数据，造成同一时间内数据读取不一致的“闪烁”现象。
   • 示例：电商商品库存，写操作更新库存到数据库后，还没更新缓存，多个读请求读取到旧库存，然后写操作更新缓存，后续读请求又读到新库存。

解决方案及优缺点

1. 先更新数据库，后删除缓存
   • 解决方案：应用程序在更新MySQL数据库成功后，立即删除对应的Redis缓存数据。这样，下次读请求就会从数据库读取最新数据，并重新写入缓存。
   • 优点：实现相对简单，在大多数场景下能有效保证数据一致性。
   • 缺点：在高并发场景下，可能会出现短暂的不一致。例如，写操作更新数据库后，还没删除缓存，此时读操作读取到旧缓存数据，然后写操作删除缓存，后续读操作才从数据库读取新数据。
2. 先删除缓存，后更新数据库
   • 解决方案：应用程序先删除Redis缓存数据，然后更新MySQL数据库。
   • 优点：同样相对简单，能在一定程度上保证数据一致性，减少了缓存中的旧数据被读取的概率。
   • 缺点：在高并发场景下，如果删除缓存后，还没更新数据库，此时读请求发现缓存不存在，会从数据库读取旧数据并写入缓存，然后写操作才更新数据库，就会导致缓存中的数据和数据库不一致。可以通过设置缓存过期时间来缓解，但不能完全避免。
3. 使用队列
   • 解决方案：将数据更新操作放入队列中，按顺序依次处理。写操作先将更新数据库和更新缓存的任务放入队列，队列依次取出任务执行，保证更新操作的顺序性。
   • 优点：能有效解决高并发下读写操作导致的数据不一致问题，保证数据严格按顺序更新。
   • 缺点：增加了系统复杂度，需要引入消息队列中间件，可能会带来额外的性能开销和运维成本。
4. 读写锁
   • 解决方案：在数据读写操作上加锁。写操作时，获取写锁，禁止其他读写操作，更新数据库和缓存成功后释放锁。读操作时，获取读锁，允许其他读操作并发执行，但禁止写操作，直到读锁释放。
   • 优点：能严格保证数据一致性，在读写频繁的场景下能有效控制并发。
   • 缺点：性能较低，加锁和解锁操作会带来额外开销，且可能导致死锁问题，需要复杂的锁管理机制。