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同步实时缓存用Redis,数据更新那叫一个快还准,缓存不落后

“同步实时缓存用Redis,数据更新那叫一个快还准,缓存不落后”这个说法,其实讲的是一个在现代软件系统里特别常见和重要的设计模式,主要用来解决数据库压力和系统响应速度的问题,咱们就掰开揉碎了说说这是怎么一回事,为啥Redis在这事儿上这么厉害。

先说说为啥要用缓存

想象一下,你开了一个特别火的网店,有个商品页面被成千上万人浏览,每一次有人打开这个页面,你的系统都得去数据库里把商品的名字、价格、库存这些信息查出来,数据库就像是仓库的账本,虽然数据都在那儿,但每次查账本(执行SQL查询)都得翻一翻,人少的时候没问题,人一多,大家都挤在账本前面等着查,账本先生(数据库)就忙不过来了,页面打开就会变得特别慢,甚至可能卡死。

这时候,缓存就派上用场了,缓存就像是在账本旁边放了一块超级快的黑板(Redis),我们可以先把最热门的商品信息,比如那个卖爆了的手机,提前写在这块黑板上,下次再有用户来查这个手机的信息,系统不用再去麻烦账本先生了,直接看一眼黑板,瞬间就能把数据返回给用户,这样一来,用户感觉飞快,账本先生的压力也小多了,这个“黑板”就是缓存,它的速度比数据库快好几个数量级。

那“同步实时”又是啥意思?关键就在“数据更新”上

光有黑板还不够,会出一个大问题:数据不一致,也就是“缓存落后”,仓库里这个手机的库存就剩最后一件了,管理员在账本(数据库)上把库存数从100改成了1,黑板上写的还是100,这时候,源源不断的用户过来看黑板,都看到库存100,以为货很多,结果一下单,发现根本没货了,用户体验就非常糟糕。

“同步实时缓存”的核心目标,就是要保证黑板上的数据和账本上的数据是时刻保持一致的,不能你这边改了,那边还显示老黄历,实现这个目标,就有不同的方法,而用Redis的优势就在这里体现得淋漓尽致。

Redis为啥能做到“快还准,不落后”?

Redis能成为做这件事的首选,不是没有道理的,它有几个看家本领:

  1. 速度贼快: Redis的数据是直接放在内存里的,内存的读写速度比存在硬盘上的数据库(比如MySQL)要快成千上万倍,这就意味着,无论是往黑板上写数据,还是从黑板上读数据,都是眨眼之间完成的事,这种极速是实现“实时”的物理基础。 来源:基于内存的数据存储是Redis的核心特性,是其高性能的基石。

  2. 数据结构丰富: Redis不是只能存简单的字符串,一个商品信息可能包含名称、价格、描述等多个字段,Redis可以用Hash(哈希)结构把它们存成一个键值对,一次就能读取或更新整个商品对象,非常方便和高效,这比一些只能存简单键值的缓存系统灵活多了。 来源:Redis官方文档对其数据结构(Strings, Hashes, Lists, Sets等)有详细说明。

  3. 强大的原子操作: 这是保证“准”和“不落后”的关键!原子操作的意思是这个操作是不可分割的,要么完全成功,要么完全失败,不会做到一半卡在中间状态,在更新缓存的时候,这非常重要,我们要删除黑板上旧的商品数据,然后写入新的,如果是两个步骤,就可能出现一个极短的时间窗口:旧数据刚删掉,新数据还没写进去,这时候有用户来查,就啥也查不到(叫做“缓存击穿”),而Redis提供的一些命令(比如SETNX, DEL等)可以保证操作的原子性,或者我们可以用Lua脚本把多个操作打包成一个原子操作,完美避免这种中间状态。 来源:Redis事务和Lua脚本的支持确保了复杂操作的原子性。

常见的“同步实时”更新策略

有了Redis这个好工具,具体怎么实现同步实时呢?常见的有两种策略:

  1. Cache-Aside Pattern (旁路缓存策略): 这是最常用的一种,它的规则是:

    • 读数据: 先读缓存(Redis),有数据,直接返回,没数据,再去读数据库(MySQL),然后把数据写到缓存里,再返回。
    • 写数据: 直接更新数据库,更新成功后,立即删除缓存中对应的旧数据。 这个“先更库,后删缓存”是关键,下次再有读请求时,发现缓存里没了,就会去数据库取最新的数据并重新加载到缓存,这样虽然有一点点延迟(在删除缓存后、下一次读取前的这个瞬间,缓存是空的),但最终能保证数据是一致的,这种方法简单有效,Redis的快速删除操作使得这个“同步”动作非常迅速。
  2. Write-Through Pattern (通写策略): 这个策略更“强硬”一些,应用系统在更新数据的时候,同时更新数据库和缓存,可以把它想象成,每次更新账本的时候,顺手就把黑板也给擦了重写,这样能保证缓存里的数据永远是最新的,但这要求更新缓存的操作必须非常快且可靠,否则会影响主流程,Redis的高速写入特性使得这种策略也变得可行。

总结一下

“同步实时缓存用Redis,数据更新那叫一个快还准,缓存不落后”这句话,描绘的就是利用Redis这种基于内存、性能极高、支持原子操作的数据库作为缓存层,再配合上合理的缓存更新策略(如Cache-Aside),实现在高并发场景下,既享受了缓存带来的速度提升,又最大限度地保证了缓存数据与源头数据库数据的一致性,它让系统既能扛住巨大的访问流量,又能让用户看到准确、及时的信息,确实是现代高并发系统架构中一个非常经典和核心的设计。

同步实时缓存用Redis,数据更新那叫一个快还准,缓存不落后