项目中缓存和数据库的一致性是如何保证的?

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在分布式系统中,缓存与数据库的一致性是核心挑战之一。由于缓存和数据库是独立的存储组件,更新操作的顺序、网络延迟、并发请求等都可能导致数据不一致。项目中通常通过  “先更新数据库,再删除缓存(Cache Aside Pattern)”  的策略保证一致性,同时辅以补偿机制处理异常场景。以下是具体分析:

一、缓存与数据库一致性的核心更新策略:先更 DB 再删缓存

在主流的缓存更新策略中, “先更新数据库,再删除缓存”  是被广泛采用的方案,优于 “先删缓存再更 DB” 或 “更新 DB 后更新缓存”。具体逻辑如下:

  1. 业务操作先执行数据库更新(确保数据持久化正确);
  2. 数据库更新成功后,删除缓存中对应的旧数据;
  3. 后续请求访问时,因缓存缺失,会从数据库读取最新数据并写入缓存,恢复一致性。

二、为什么选择 “先更 DB 再删缓存”?

对比其他策略的优缺点,该方案的优势更明显:

1. 避免 “先删缓存再更 DB” 的并发不一致问题

若采用 “先删缓存,再更新数据库”,可能出现以下问题:

  • 线程 A 先删除缓存,准备更新数据库;

  • 此时线程 B 发起查询,发现缓存缺失,从数据库读取旧数据并写入缓存;

  • 线程 A 完成数据库更新(新数据),但缓存中已被线程 B 写入旧数据,导致后续查询读到缓存旧数据,与数据库新数据不一致。

这种场景下,不一致的时间窗口较长(从 A 删缓存到 A 更 DB 完成),且难以通过简单机制避免。

2. 避免 “更新 DB 后更新缓存” 的性能与并发问题

若采用 “更新数据库后同步更新缓存”,存在两个核心问题:

  • 并发覆盖问题:线程 A 更新 DB 后准备更新缓存,线程 B 同时更新 DB 并先更新缓存,最终缓存可能被 A 的旧更新覆盖,导致缓存与 DB 不一致;
  • 性能损耗:缓存更新成本可能很高(如大对象序列化),频繁更新会浪费资源,而 “删除缓存” 是轻量操作,仅在下次查询时才触发缓存重建,更高效。

3. “先更 DB 再删缓存” 的不一致风险极低

该策略的潜在风险是:线程 A 更新 DB 后,尚未删除缓存时,线程 B 读取到缓存中的旧数据。但这种场景的影响范围极小:

  • 时间窗口极短:仅存在于 “DB 更新完成” 到 “缓存删除完成” 之间,通常是毫秒级;
  • 最终一致性保障:线程 A 后续会删除缓存,线程 B 即使读到旧缓存,下一次查询时缓存已被删除,会从 DB 加载新数据,不一致仅为瞬时状态。

三、异常场景的补偿:如何处理 “删缓存失败”?

“先更 DB 再删缓存” 的最大风险是:数据库更新成功,但缓存删除失败(如网络波动、缓存服务宕机),导致缓存中仍保留旧数据,与 DB 新数据不一致。需通过以下机制补偿:

1. 重试机制

删除缓存失败时,立即发起本地重试(如重试 2-3 次),若仍失败则进入兜底流程。

2. 异步补偿(最终一致性保障)

通过监听数据库 binlog 或本地消息表,异步触发缓存删除,确保即使即时删除失败,后续仍能补删:

  • binlog 监听:通过 Canal 等工具订阅数据库 binlog,解析更新操作,当检测到目标表数据变更时,异步调用缓存删除接口;
  • 本地消息表:更新 DB 时,同步写入一条 “缓存删除任务” 到本地消息表,通过定时任务扫描未完成任务,重试删除缓存。

四、特殊场景的优化:延时双删

针对高并发场景(如秒杀、热点数据更新),可额外增加 “延时双删” 机制降低不一致概率:

  1. 先更新数据库;

  2. 立即删除一次缓存;

  3. 间隔短暂时间(如 100-500ms,根据业务耗时调整)后,再次删除缓存。

作用:避免线程 A 更新 DB 后删缓存前,线程 B 已读取旧缓存并写入的场景。第二次删除可清除线程 B 可能写入的旧数据。

总结

项目中通过  “先更新数据库,再删除缓存”  作为核心策略,配合重试机制和 binlog 异步补偿保障最终一致性。该方案平衡了性能与一致性,不一致的时间窗口极短,且通过补偿机制可覆盖异常场景,是工业界验证的成熟方案。