缓存和数据库数据一致性解决方案

一、最终一致性

在前文缓存更新中讲到，更新缓存较好的一种方式是使用 Cache Aside 模式，即先更新数据库，再失效缓存。但是若更新数据库成功，失效缓存由于服务异常、系统异常、网络异常等原因失败，则会导致数据不一致。

根据CAP理论，完美的一致性和可用性难以同时满足，通常会选择保证A和P，接受最终一致性。最终一致性强调的是系统中所有的数据副本，在经过一段时间的同步后，最终能够达到一致的状态。

使用缓存最主要的原因是追求数据访问速度，而如果要追求强一致性，按照目前的技术，必然会损失访问速度这一优势，因此在需要保证数据强一致性的场景下，根本不适合使用缓存。如果选择使用缓存，则必然基于一个重要前提，即可接受弱一致性或最终一致性。

二、补偿机制

在操作失败后，通过保存足够的信息可进行补偿操作，实现最终一致性。常用的补偿机制：

• 同步重试：操作失败后在当前线程中继续重试，直至成功或达到重试次数上限。缺点是可靠性不足，如缓存服务短期不可用，则重试可能不成功
• 异步重试：将重试任务交给线程池处理，缺点是可靠性不足，如发生服务器重启等异常，则无法补偿
• 数据库重试：将重试数据记录到数据库，由业务系统定时任务进行重试。可靠性高，但实现成本高，对业务系统侵入严重
• 消息队列重试（推荐）：将重试数据发给消息队列，由业务系统自行消费并进行重试。该方案在可靠性、系统侵入、响应时延、达到最终一致性的速度等方面可以取的折中

消息队列重试步骤：

1. 更新数据库
2. 删除缓存
3. 若失败，将需要删除的key发送给消息队列
4. 业务系统接收到消息，根据消息内容重试删除操作

三、延时双删

Cache Aside模式可能会存在一种概率极低的读写时序问题：读操作缓存未命中，同时伴随一个并发写操作；读操作在写操作完成数据库更新前读取了旧数据，且在写操作删除缓存后更新了缓存，从而导致数据库中的为最新数据，而缓存中的仍为旧数据

延时双删方案可以解决这一问题：删除缓存、更新数据库、休眠一段时间、再次删除缓存

延时双删实现简单，但是因延迟等待会影响写请求性能，可以通过异步删除缓存来解决，典型的方案有：基于binlog 删除缓存和消费消息删除缓存

四、异步删除缓存

• 基于binlog异步删除缓存：通过Canal监听binlog变更，当识别到涉及缓存的数据更新操作时，将对应缓存删除
• 消息队列异步删除缓存：Canal收到消息后，将binlog数据直接投递到MQ，从而实现多个客户端同时消费数据。删除缓存成功后，通过MQ的ACK机制确定消费成功

该方式实现复杂，一般不会使用，绝大多数场景 Cache Aside + 自动过期 + 失败补偿 策略已能够满足要求