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redis与数据库双写一致性解决方案

news 来源：原创 2025/5/25 22:40:42

一、场景介绍

在我们平时开发过程中，把某些数据放到redis中缓存起来用于快速读取已不是什么稀奇的事情。通常的流程是这样的：

1、项目启动时，将数据从数据库中加载出来保存到redis中

2、项目启动成功后，系统在运行过程中，如果需要这些数据，优先从redis中获取，如果redis中不存在，那么再去查询一次数据库，把查询到的数据先保存到redis中，然后再将数据返回给页面。

我们通常会把改动不频繁的数据加载到redis中，改动不频繁可不是不改动，当数据发生修改的时候，redis如果不及时更新，那么redis中保存的数据将不可靠，接下来我们分析一下这个问题并且给出一些解决方案。

二、问题复现

2.1、预先将测试数据加载到redis

    /**
     * 功能描述:预先将数据加载到redis
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 22:24
     */
    @Test
    public void init(){
        searchCodeRuleAndSetRedis(2L);
    }

    /**
     * 功能描述: 查询并设置到缓存
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 20:56
     */
    private String searchCodeRuleAndSetRedis(Long id){
        //通过id查询编码规则
        TSCodeRule tsCodeRule = codeRuleService.selectTSCodeRuleById(id);
        String roleJson = JSON.toJSONString(tsCodeRule);
        //将测试数据保存到redis中
        redisTemplate.opsForValue().set("dataConsistent:"+tsCodeRule.getId(),roleJson);
        return roleJson;
    }

2.2、复现数据库与redis数据不一致

    /**
     * 功能描述: 数据一致性测试方法
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/20 23:27
     */
    @Test
    public void dataConsistentTest(){
        //另起线程去查询
        new Thread(()->{
            String data = findData(2L);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取到的数据为："+ data);
        },"测试线程").start();
        updateData(2L);
    }

    /**
     * 功能描述: 修改数据
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 21:54
     */
    private void updateData(Long id){
        //通过id查询数据
        TSCodeRule tsCodeRule = codeRuleService.selectTSCodeRuleById(id);
        if(Objects.isNull(tsCodeRule)){
            return;
        }
        //修改CodePrefix字段
        tsCodeRule.setCodePrefix("test-data-"+UUID.randomUUID().toString().replace("-",""));
        int result = codeRuleService.updateTSCodeRule(tsCodeRule);
        if(result!=0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 修改成功，修改后的信息为："+JSON.toJSONString(tsCodeRule));
        }

    }

    /**
     * 功能描述: 通过id查询
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 21:49
     */
    private String findData(Long id){
        Object dataObj = redisTemplate.opsForValue().get("dataConsistent:" + id);
        //如果缓存中不存在，则从数据库中查询
        if(Objects.isNull(dataObj)){
            return searchCodeRuleAndSetRedis(id);
        }else {
            //如果缓存中存在，直接返回
            return dataObj.toString();
        }
    }

三、逐步修复一致性问题

3.1、坊间对话

这次我们请到了杠精大神猫哥，下面请看猫哥表演。

猫哥：“ 第二步中写的那是什么玩意，那不就是bug吗？谁家好人写修改不维护redis？”

小永哥：“ 被你发现了，没错，修改数据时确实应该将redis也考虑进去，那么我们开始修改这个bug。我的计划是在真正操作数据库之前，先将redis中的缓存数据删除了，这样读取数据的时候，redis中没有的话就会自动从数据库中查询，到时候再设置到redis中，这样不就一致了，你觉得呢？”

猫哥：“我暂时也没有好的办法，先这么修改吧！”

下面我们就对代码进行一些修改，在修改数据之前进行删除缓存，测试时分别在修改方法调用前后均进行一次读取，看看效果。

 /**
     * 功能描述: 数据一致性测试方法
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/20 23:27
     */
    @Test
    public void dataConsistentTest(){
        System.out.println("第一次读取到的数据为："+ findData(2L));
        updateData(2L);
        System.out.println("第二次读取到的数据为："+ findData(2L));
    }

    /**
     * 功能描述: 修改数据
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 21:54
     */
    private void updateData(Long id){
        //通过id查询数据
        TSCodeRule tsCodeRule = codeRuleService.selectTSCodeRuleById(id);
        if(Objects.isNull(tsCodeRule)){
            return;
        }
        //修改之前，先将缓存删除
        redisTemplate.delete("dataConsistent:"+id);
        //修改CodePrefix字段
        tsCodeRule.setCodePrefix("test-data-"+UUID.randomUUID().toString().replace("-",""));
        int result = codeRuleService.updateTSCodeRule(tsCodeRule);
        if(result!=0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 修改成功，修改后的信息为："+JSON.toJSONString(tsCodeRule));
        }

    }

小永哥：看样子是成功了，第二次读取的结果、数据库、redis中都已保持一致，看来这个改动非常成功！！！

猫哥：有瑕疵，首先测试代码太过理想，实际场景存在并发访问风险，到时候数据会混乱成什么样谁都不知道，比如说数据库中已修改了，但是缓存中还是旧值的情况。

小永哥，你说的有道理，可以详细说说吗？

猫哥：假如修改和请求都是独立的线程，修改代码运行的时间有点长，这时候虽然已经删除了redis，但是立刻有线程进行数据读取，此时数据库中依然还是旧数据，那么又把旧数据设置回redis中了。

3.2、数据不一致问题解决方案之延时双删

延时双删的意思是：在执行数据库修改之前先删一次缓存，在数据库修改之后，再进行一次删除，这样可以保证数据库与redis中的数据保持一致，我们来实现一下。

/**
     * 功能描述: 数据一致性测试方法
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/20 23:27
     */
    @Test
    public void dataConsistentTest() throws Exception{
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(11);
        //修改数据
        new Thread(()->{
            updateData(2L);
            countDownLatch.countDown();
        },"修改线程").start();
        //查询数据
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                sleepTest(random.nextInt(6) + 1L);
                String data = findData(2L);
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"读取到的数据为："+ data);
                countDownLatch.countDown();
            },"查询线程"+(i+1)).start();
        }
        countDownLatch.await();
    }

    /**
     * 功能描述: 修改数据
     * @Author:huhy
     * @Date: 2025/3/21 21:54
     */
    private void updateData(Long id){
        //通过id查询数据
        TSCodeRule tsCodeRule = codeRuleService.selectTSCodeRuleById(id);
        if(Objects.isNull(tsCodeRule)){
            return;
        }
        //修改之前，先将缓存删除
        redisTemplate.delete("dataConsistent:"+id);
        //休眠几秒再修改CodePrefix字段，模拟业务执行缓慢
        try {
            sleepTest(5L);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        tsCodeRule.setCodePrefix("test-data-"+UUID.randomUUID().toString().replace("-",""));
        int result = codeRuleService.updateTSCodeRule(tsCodeRule);
        //修改之后再删一次缓存
        redisTemplate.delete("dataConsistent:"+id);
        if(result!=0){
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 修改成功，修改后的信息为："+JSON.toJSONString(tsCodeRule));
        }

    }