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[大数据]Mysql的缓存方案

mysql主从复制

原理图

?1. 主库更新事件(update、insert、delete)通过io-thread写到binlog;(事务提交之后产生的文件)

2. 从库请求读取binlog,通过io-thread写?(write)从库本地 relay log(中继?志);

3. 从库通过sql-thread读取(read) relay log,并把更新事件在从库中执?(replay)?遍;

读写分离

?当我们写完主数据库之后再去读从数据库,读到的数据不一定是最新的数据。

最终?致性

写主读从,

?为什么需要缓冲层?

前提

读多写少,单个主节点能?撑项?数据量;数据的主要依据是mysql;

mysql

mysql有缓冲层,它的作?也是?来缓存热点数据,这些数据包括数据?件、索引?件等;mysql 缓冲层是从?身出发,跟具体的业务?关;这?的缓冲策略主要是lru,当然是经过优化的lru; mysql数据主要存储在磁盘当中,适合?量重要数据的存储;磁盘当中的数据?般是远?于内存当 中的数据;mysql是关系型数据库,?便 OLTP 进?统计分析;?般业务场景关系型数据库 (mysql)作为主要数据库;

缓冲层

缓存数据库可以选?redis,memcached;它们所有数据都存储在内存当中,当然也可以将内存当 中的数据持久化到磁盘当中;内存的数据和磁盘的数据是???的;

存储?较

?项重要的数据?

1. 内存的访问速度是磁盘访问速度的10万倍(数量级倍率);内存的访问速度?约是100ns, ??次磁盘访问?约是10ms;访问mysql时访问磁盘的次数跟b+树的?度相关;

2. ?般?部分项?中,数据库读操作是写操作的10倍左右;

总结

1. 由于mysql的缓冲层不由?户来控制,也就是不能由?户来控制缓存具体数据;

2. 访问磁盘的速度?较慢,尽量获取数据从内存中获取;

3. 主要解决读的性能;因为写没必要优化,必须让数据正确的落盘;如果写性能出现问题,那 么请使?横向扩展集群?式来解决;

4. 项?中需要存储的数据应该远?于内存的容量,同时需要进?数据统计分析,所以数据存储 获取的依据应该是关系型数据库;

5. 缓存数据库可以存储?户?定义的热点数据;以下的讨论都是基于热点数据的同步问题;

原理图

为什么有同步的问题??

没有缓冲层之前,我们对数据的读写都是基于mysql;所以不存在同步问题;这句话也不是必然, ?如读写分离就存在同步问题(数据?致性问题); 引?缓冲层后,我们对数据的获取需要分别操作缓存数据库和mysql;那么这个时候数据可能存在 ?个状态?

1. mysql有,缓存?

2. mysql?,缓存有

3. 都有,但数据不?致

4. 都有,数据?致

5. 都没有

4和5显然是没问题的,我们现在需要考虑1、2以及3;

?先明确?点:我们获取数据的主要依据是mysql,所以mysql数据正确就万事?吉,只需要将 mysql的数据正确同步到缓存数据库就可以了;同理,缓存有,mysql没有,这?较危险,此时我 们可以认为该数据为脏数据;所以我们需要在同步策略中避免该情况发?;同时可能存在mysql和 缓存都有数据,但是数据不?致,这种也需要在同步策略中避免; 缓存不可?的话,我们整个系统应该要保持正常?作; mysql不可?的话,应该停?对外提供服务; 另外可以将问题 3 转化为问题 1

尝试解决同步(?致性)

主要数据存储在mysql当中,所以先写mysql,如果mysql不可?,直接返回;mysql写成功后, 再将数据同步给redis就?了,如果此时redis不可?,应该怎么做?

先从redis当中获取数据,如果redis不可?,直接去mysql获取;如果redis有,直接返回;如果 redis没有,转?向mysql请求,如果mysql没有,直接返回;如果MySQL有,则返回并将数据回写到redis当中;

总结

1. 业务层引?了两个变化?向,尽量减少redis的流程;

2. 业务层控制热数据流程;回写流程控制热数据流程;

3. 热数据不是总是热数据;需要将热数据设置超时时间;

解决数据同步问题

?致性问题

强?致性

同步是否成功的依据来源于mysql是否同步到redis,即使没有同步成功,也没关系;

写流程:先删除缓存,再写mysql,后?数据的同步交由go-mysql-transfer;

先删除缓存,为了避免其他服务读取旧的数据;也是告知系统这个数据已经不是最新,建议从 mysql获取数据;

强?致性只适?于单数据中?的模型下;

多数据中?的模型下,不管先操作redis还操作mysql都会引起分布式异常问题的产?,此时可以通过加分布式锁的?式解决,但是这得不偿失;可以将多数据中?转化为单数据中?;或者强?致性需求读写都?mysql;其他?致性需求低的?最终?致性;

最终?致性?

读写分离,主库将数据同步到从库,是需要时间,那么在同步期间,主从之间数据有差异; 这?有写两种?案:

第?种:直接写mysql,等待mysql同步数据到redis;

第?种:先写redis,设置key的过期时间为200ms(经验值),等待mysql回写redis,覆盖key, 设置更?的过期时间;

200ms 默认的是写mysql到mysql同步到redis的时?;这个需要根据实际环境进?设置;

数据同步?案1?

原理图

数据同步?案2?

?代码1

git clone https://gitee.com/mirrors/go-mysql-transfer.git

/*
mysql 配置?件 my.cnf
log-bin=mysql-bin # 开启 binlog
binlog-format=ROW # 选择 ROW 模式
binlog redolog binlog 事务提交后产?的 不要纠结回滚了怎么办?
server_id=1 # 配置 MySQL replaction 需要定义,不要和 go-mysql-transfer 的
slave_id 重复
*/
CREATE table `t_user`(
 `id` bigint,
 `name` varchar(100),
 `height` INT8,
 `sex` varchar(1),
 `age` INT8,
 `createtime` datetime,
 PRIMARY KEY(`id`)
);
insert into `t_user` values (10001, 'mark', 180, '1', 30, '2020-06-01');
update `t_user` set `age` = 31 where id = 10001;
delete from `t_user` where id = 10001;
-- go-mysql-transfer
--[[
安装步骤:
GO111MODULE=on
git clone https://gitee.com/0k/go-mysql-transfer.git
go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct
go build
修改 app.yml
执? go-mysql-transfer
]]
local ops = require("redisOps") --加载redis操作模块
local row = ops.rawRow() --当前数据库的??数据,table类型,key为列名称
local action = ops.rawAction() --当前数据库事件,包括:insert、updare、delete
if action == "insert" then -- 只监听insert事件
 local id = row["id"] --获取ID列的值
 local name = row["name"] --获取USER_NAME列的值
 local key = name .. ":" .. id
 local sex = row["sex"]
 local height = row["height"] --获取PASSWORD列的值
 local age = row["age"]
 local createtime = row["createtime"] --获取CREATE_TIME列的值
 ops.HSET(key, "id", id) -- 对应Redis的HSET命令
 ops.HSET(key, "name", name) -- 对应Redis的HSET命令
 ops.HSET(key, "sex", sex) -- 对应Redis的HSET命令
 ops.HSET(key, "height", height) -- 对应Redis的HSET命令
 ops.HSET(key, "age", age) -- 对应Redis的HSET命令
 ops.HSET(key, "createtime", createtime) -- 对应Redis的HSET命令
end

代码2

git clone https://gitee.com/josinli/mysql_redis.git

触发器:具备事务 外键具备事务 如果

不建议使?,有事务的场景容易出错;虽然保证了真正的强?致性;

这个实现每次插?修改都需要重新建?redis连接,操作完后?释放redis连接;

问题是否解决?

没有,我们刚刚思考的?向全是正常流程下的?式,我们来看异常情况;

缓存穿透

假设某个数据redis不存在,mysql也不存在,?且?直尝试读怎么办?缓存穿透,数据最终压? 依然堆积在mysql,可能造成mysql不堪重负?崩溃

解决

1. 发现mysql不存在,将redis设置为 设置过期时间 下次访问key的时候 不再访问 mysql 容易造成redis缓存很多?效数据;

2. 布隆过滤器,将mysql当中已经存在的key,写?布隆过滤器,不存在的直接pass掉;

缓存击穿

缓存击穿 某些数据redis没有,但是mysql有;此时当?量这类数据的并发请求,同样造成mysql 过?;

原理图

解决?

1. 加锁

请求数据的时候获取锁,如果获取成功,则操作,获取失败,则休眠?段时间(200ms)再去获 取;获取成功,则释放锁

?先读redis,不存在,读mysql,存在,写redis key的锁

整个流程?完,才让后?的服务器访问

2. 将很热的key,设置不过期

缓存雪崩

表示?段时间内,缓存集中失效(redis? mysql 有),导致请求全部?mysql,有可能搞垮数据库, 使整个服务失效;

解决

1. 如果因为缓存数据库宕机,造成所有数据涌向mysql; 采??可?的集群?案,如哨兵模式、cluster模式;

2. 如果因为设置了相同的过期时间,造成缓存集中失效; 设置随机过期值或者其他机制错开失效;

3. 如果因为系统重启的时候,造成缓存数据消失; 重启时间短,redis开启持久化(过期信息也会持久化)就?了; 重启时间?提前将热数据导 ?redis当中.

?

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加:2021-10-24 14:59:55  更:2021-10-24 15:00:01 
 
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