电商缓存强一致方案：数据库锁保障
背景
在电商系统中，为提升商品详情页的访问速度，我们通常会使用 Redis 缓存商品信息。获取商品信息时，会先从 Redis 中查询，若未命中，则从数据库获取并写入 Redis 后返回。
但后台存在商品信息修改的操作，此时如何确保 Redis 缓存与数据库数据一致？即如何保证商品详情接口返回的数据与数据库中的数据完全一致？
方案 1：常规缓存更新策略及问题分析
商品表结构（t_goods）
字段 | 类型 | 说明 |
goodsId | int | 商品 id |
stock | int | 库存 |
核心逻辑
获取商品详情接口
step1：从Redis中查询商品信息，若存在则直接返回；若不存在，继续下一步
step2：从数据库中查询商品信息
step3：将查询到的商品信息写入Redis
step4：返回商品信息
后台更新商品逻辑
step1：更新商品信息到数据库
step2：删除Redis中对应的商品记录
预期目标
在并发情况下，数据库与 Redis 中的数据保持一致。例如，若数据库中商品库存为 10，那么商品详情接口返回的库存也应为 10。
并发场景验证
假设商品 1 的初始库存为 10，模拟 3 个线程同时操作：
- thread1：执行商品更新操作（将库存改为 0）
- thread2、thread3：调用商品详情接口
时间点 | thread1（更新商品） | thread2（获取商品信息） | thread3（获取商品信息） |
T1 | step1：Redis 中无商品信息 | ||
T2 | step2：从数据库查询到商品信息（goodsId：1，stock：10） | ||
T3 | step1：将数据库中商品 1 的库存更新为 0 | ||
T4 | step2：删除 Redis 中商品 1 的记录 | ||
T5 | step3：将库存 10 的商品信息写入 Redis | ||
T6 | step4：返回商品信息（stock：10） | ||
T7 | step1：从 Redis 中获取到库存 10 的商品信息 | ||
T8 | step2：返回商品信息（stock：10） |
结果分析
此时数据库中商品 1 的库存为 0，而 Redis 中为 10，数据不一致，该方案无法满足一致性要求。
方案 2：基于数据库锁的强一致性方案
问题根源
方案 1 中数据不一致的核心原因是：商品更新操作与商品查询操作并行执行时，查询线程可能在更新线程删除缓存后，仍将旧数据写入 Redis，导致缓存与数据库数据不符。
要解决此问题，需让更新操作与查询操作串行执行，确保查询操作能获取到最新的数据库数据。
优化方案
通过数据库的for update行锁，实现更新操作与查询操作的互斥，保证数据一致性。
后台更新商品逻辑（优化后）
step1：开启数据库事务
step2：更新商品信息到数据库
step3：执行加锁查询：select * from t_goods where goodsId = #{goodsId} for update;（锁定该商品记录）
step4：删除Redis中对应的商品记录
step5：提交数据库事务（释放锁）
获取商品详情接口（优化后）
step1：从Redis中查询商品信息，若存在则直接返回；若不存在，继续下一步
step2：开启数据库事务
step3：执行加锁查询：select * from t_goods where goodsId = #{goodsId} for update;（等待更新操作释放锁）
step4：将查询到的最新商品信息写入Redis
step5：提交事务（释放锁）
step6：返回商品信息
并发场景验证
同样模拟商品 1 库存从 10 更新为 0 的场景，3 个线程操作如下：
时间点 | thread1（更新商品） | thread2（获取商品信息） | thread3（获取商品信息） |
T1 | step1：Redis 中无商品信息 | ||
T2 | step1：开启事务，将数据库中商品 1 的库存更新为 0 | ||
T3 | step2：执行select ... for update，锁定商品 1 记录 | ||
T4 | step3：删除 Redis 中商品 1 的记录 | ||
T5 | step2：开启事务，执行select ... for update，等待锁释放 | ||
T6 | step4：提交事务，释放锁 | ||
T7 | step3：获取到数据库中最新商品信息（stock：0） | step1：Redis 中无商品信息 | |
T8 | step4：将库存 0 的商品信息写入 Redis | ||
T9 | step5：提交事务，释放锁 | step2：开启事务，执行select ... for update | |
T10 | step6：返回商品信息（stock：0） | step3：获取到数据库中库存 0 的商品信息 | |
T11 | step4：将库存 0 的商品信息写入 Redis | ||
T12 | step5：提交事务，释放锁 | ||
T13 | step6：返回商品信息（stock：0） |
结果分析
数据库与 Redis 中商品 1 的库存均为 0，数据一致，该方案实现了强一致性。
方案解析
核心原理
利用数据库的for update行锁，使商品更新操作与查询操作串行执行：
- 当更新操作执行select ... for update时，会锁定该商品记录，其他查询操作执行相同 SQL 时需等待锁释放。
- 待更新事务提交后，查询操作才能获取到最新数据并写入 Redis，确保缓存与数据库数据一致。
优势
- 强一致性：通过锁机制严格保证缓存与数据库数据一致。
- 实现简单：无需引入额外中间件，依托数据库自身锁机制即可实现。
- 适用性广：适用于对数据一致性要求高的场景，如商品库存、价格等核心信息。
注意事项
- 加锁会增加系统开销，可能降低并发性能，需根据业务场景权衡。
- 事务要尽可能短，减少锁持有时间，降低阻塞影响。
总结
在电商系统商品信息缓存场景中，若需保证 Redis 与数据库数据强一致，推荐采用方案 2：
- 更新商品时，通过for update锁定记录，确保更新期间查询操作等待。
- 查询商品时，同样通过for update获取最新数据，避免写入旧数据到缓存。
该方案将并发操作转换为顺序执行，从根源上解决了数据不一致问题，虽可能降低部分并发性能，但能保障核心数据的准确性，适合对一致性要求高的业务场景。在实际应用中，可根据业务对一致性和性能的要求，灵活选择合适的方案。