Redis-缓存一致性

周周写不完的代码2024-10-11 19:50

缓存双写一致性

更新策略探讨

面试题

缓存设计要求

缓存分类：

  • 只读缓存：（脚本批量写入，canal 等）
  • 读写缓存
    • 同步直写：vip数据等即时数据
    • 异步缓写：允许延时（仓库，物流），异常出现，有可能需要使用 kafka, rabbitmq 进行弥补，重试重写
双检加锁

如果 qps 过高，会打高 mysql

数据库和缓存更新的几种策略

=》实现最终一致性

可以停机->单线程操作

四种更新策略

先更新数据库，再更新缓存
异常问题1->最后更新redis异常，出现脏数据
异常问题2->多线程更新快慢问题，无法保证第二步写redis的顺序
先更新缓存，再更新数据库
业务上，mysql是底单数据
仍然是多线程更新的问题

自己的理解，只要是写缓存的方式，都会存在线程写入先后导致的数据不一致

先删除缓存，再更新数据库

第一个进来的线程当数据库写未提交或者其他异常情况的时候，仍然可能存在脏数据问题，因为无法保证缓存会被一定及时删除，可能中途被其他线程回写，这段要自己脑子里跑一遍，延迟双删来确保旧的缓存会被删除掉

读缓存会写入旧数据

延时双删
先更新数据库，再删除缓存->主流

存在问题->没来得及更新完缓存，会读取到旧值，但伤害较小

只要涉及到数据库和缓存的双写，百分百存在一致性问题

如何实现最终一致性

只能实现最终一致性

如何取舍&总结

双写一致性落地案例

监听 binlog

mysql -> canal -> redis

Home

canal 选择版本 1.6.1

mysql: 5.7 docker环境安装

1.mysql 准备
shell 复制代码 
docker run -d -p 3306:3306 --privileged=true -v /root/mysql/log:/var/log/mysql -v /root/mysql/data:/var/lib/mysql -v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456  --name mysql mysql:5.7


docker exec -it e8b72b11df2a /bin/bash    //e8b72b11df2a 就是容器id
    
mysql -uroot -p        // 密码 123456

# 查看是否开启 binlog
SHOW VARIABLES LIKE 'log_bin';

# 添加 canal 操作账号
DROP USER IF EXISTS 'canal'@'%';
CREATE USER 'canal'@'%' IDENTIFIED BY 'canal';  
GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'canal'@'%' IDENTIFIED BY 'canal';  
FLUSH PRIVILEGES;
 
SELECT * FROM mysql.user;

# 创建一张表
CREATE TABLE `t_user` 
( 
`id` BIGINT ( 20 ) NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
`userName` VARCHAR ( 100 ) NOT NULL, 
PRIMARY KEY ( `id` ) 
) 
ENGINE = INNODB AUTO_INCREMENT = 10 DEFAULT CHARSET = utf8mb4
2.canal 准备

下载 canal.deployer-1.1.6.tar.gz

修改配置文件

nginx 复制代码 
canal.instance.master.address=xxx:xxx:xxx:xxx:3306

# username/password (如果配置的是 canal/canal 则默认无需修改)
canal.instance.dbUsername=canal
canal.instance.dbPassword=canal
shell 复制代码 
./bin/startup.sh

查看启动日志，检查运行状态

3.编写 canal-client
xml 复制代码 
<parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.7.10</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

<dependencies>
        <!--canal-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.otter</groupId>
            <artifactId>canal.client</artifactId>
            <version>1.1.0</version>
        </dependency>
        <!--SpringBoot与Redis整合依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.26</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

配置文件(请按需修改)

yaml 复制代码 
server:
  port: 5555

spring:
  redis:
    database: 0
    host: 127.0.0.1
    port: 6379
#    password: 123456

config 文件和 springboot 案例中一致

java 复制代码 
@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(LettuceConnectionFactory lettuceConnectionFactory) {
        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();

        redisTemplate.setConnectionFactory(lettuceConnectionFactory);

        // 设置key的序列化方式string
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置value的序列化方式json
        redisTemplate.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());

        // 设置hash的key的序列化方式string
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置hash的value的序列化方式json
        redisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());

        redisTemplate.afterPropertiesSet();

        return redisTemplate;
    }
}

biz 操作封装

java 复制代码 
@Component
public class RedisCanalClient {

    @Resource
    RedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 读取 canal 数据写入redis
     * @param columns 行
     */
    public void redisInsert(List<CanalEntry.Column> columns) {
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        for (CanalEntry.Column column : columns) {
            System.out.println(column.getName() + " : " + column.getValue() + "  update=" + column.getUpdated());
            jsonObject.put(column.getName(), column.getValue());
        }
        if (columns.size()>0) {
            redisTemplate.opsForValue().set(columns.get(0).getValue(), jsonObject.toJSONString());
        }
    }

    /**
     * 读取 canal 数据删除 redis 行
     * @param columns 行
     */
    public void redisDelete(List<CanalEntry.Column> columns) {
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        for (CanalEntry.Column column : columns) {
            System.out.println(column.getName() + " : " + column.getValue() + "  update=" + column.getUpdated());
            jsonObject.put(column.getName(), column.getValue());
        }
        if (columns.size()>0) {
            redisTemplate.delete(columns.get(0).getValue());
        }
    }

    /**
     * 读取 canal 数据修改 redis 行
     * @param columns 行
     */
    public void redisUpdate(List<CanalEntry.Column> columns) {
        JSONObject jsonObject = new JSONObject();
        for (CanalEntry.Column column : columns) {
            System.out.println(column.getName() + " : " + column.getValue() + "  update=" + column.getUpdated());
            jsonObject.put(column.getName(), column.getValue());
        }
        if (columns.size()>0) {

            redisTemplate.opsForValue().set(columns.get(0).getValue(), jsonObject.toJSONString());
            System.out.println("----------------update after: " + redisTemplate.opsForValue().get(columns.get(0).getValue()));

        }
    }

    /**
     * 读取 canal 数据并操作
     * @param entrys 行
     */
    public void printEntry(List<CanalEntry.Entry> entrys) {
        for (CanalEntry.Entry entry : entrys) {
            if (entry.getEntryType() == CanalEntry.EntryType.TRANSACTIONBEGIN || entry.getEntryType() == CanalEntry.EntryType.TRANSACTIONEND) {
                continue;
            }

            CanalEntry.RowChange rowChage = null;
            try {
                rowChage = CanalEntry.RowChange.parseFrom(entry.getStoreValue());
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException("ERROR ## parser of eromanga-event has an error , data:" + entry.toString(),
                        e);
            }

            CanalEntry.EventType eventType = rowChage.getEventType();
            System.out.println(String.format("================&gt; binlog[%s:%s] , name[%s,%s] , eventType : %s",
                    entry.getHeader().getLogfileName(), entry.getHeader().getLogfileOffset(),
                    entry.getHeader().getSchemaName(), entry.getHeader().getTableName(),
                    eventType));

            for (CanalEntry.RowData rowData : rowChage.getRowDatasList()) {
                if (eventType == CanalEntry.EventType.DELETE) {
                    redisDelete(rowData.getBeforeColumnsList());
                } else if (eventType == CanalEntry.EventType.INSERT) {
                    redisInsert(rowData.getAfterColumnsList());
                } else {
                    redisUpdate(rowData.getAfterColumnsList());
                }
            }
        }
    }

}

test 测试类

java 复制代码 
@SpringBootTest
public class CanalClientTest {

    public static final Integer _60SECONDS = 60;

    @Resource
    RedisCanalClient redisCanalClient;

    /**
     * 测试 canal client 监听 server 实现 mysql -> redis
     */
    @Test
    public void startClient() {
        System.out.println("--------------initCanal main()方法------------");

        // ======================================================================================
        CanalConnector connector = CanalConnectors.newSingleConnector(
                new InetSocketAddress("127.0.0.1", 11111), // canal server 地址
                "example",
                "",
                "");

        int batchSize = 1000;
        int emptyCount = 0;
        System.out.println("---------------------canal init OK，开始监听mysql变化------");
        try {
            connector.connect();
//            connector.subscribe(".*\\..*");
            // 设置监听的表

            connector.subscribe("canal.t_user");

            connector.rollback();
            int totalEmptyCount = 10 * _60SECONDS;
            while (emptyCount < totalEmptyCount) {
                System.out.println("我是 canal, 每秒一次正在监听: " + UUID.randomUUID().toString());
                Message message = connector.getWithoutAck(batchSize); // 获取指定数量的数据
                long batchId = message.getId();
                int size = message.getEntries().size();
                if (batchId == -1 || size == 0) {
                    emptyCount++;
                    System.out.println("empty count : " + emptyCount);
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                    }
                } else {
                    // 计数器置0
                    emptyCount = 0;
                    // System.out.printf("message[batchId=%s,size=%s] \n", batchId, size);
                    redisCanalClient.printEntry(message.getEntries());
                }

                connector.ack(batchId); // 提交确认
                // connector.rollback(batchId); // 处理失败, 回滚数据
            }

            System.out.println("已经监听了"+totalEmptyCount+"秒，无任何消息，请重启重试");
        } finally {
            connector.disconnect();
        }
    }
}

启动测试类

4.测试
  • 测试新增

手动添加一条记录 id: 7 name:666

查看 redis

  • 测试修改

修改mysql id:7 的 name 为 777

  • 测试删除

删除 id:7 的这条数据

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