【面试真题拆解11】缓存和数据库的一致性问题如何保证?

坦白说，这个问题本质上不是一个纯技术方案题，而是高并发场景下，平衡【性能、可用性、一致性强度】的工程题。

核心是先看业务的一致性容忍度，再选对应方案，而且必须做好异常兜底，不然线上一定会出永久脏数据。

在电商场景中，绝大多数情况下优先保证最终一致性，只有金融级核心链路才会考虑强一致性。

先说标准流程：

• 读请求：先查缓存，命中直接返回；没命中就读数据库，把结果写回缓存再返回。
• 写请求：先更新数据库，再删除缓存。

为什么是【删除缓存】，而不是【更新缓存】？

一是并发写场景下，更新缓存一定会有数据覆盖的风险；

二是电商场景很多缓存值是多表关联算出来的，更新缓存的成本极高，不如删除后懒加载；

三是写多读少的场景，频繁更新缓存全是无效操作，浪费性能。

为什么是【先更库，再删缓存】，不能反过来？

如果你刚把缓存删了，数据库还没更新完，这时候高并发的读请求进来，缓存查不到，直接去数据库拉了旧数据，还写回了缓存。

等你数据库更新完，缓存里的旧数据就一直躺在那，除非缓存过期，不然用户一直看到的是错的数据。

但是，如果是先更库再删缓存，只有极小概率会出问题，比如：

读请求缓存没命中，正在读数据库的瞬间，写请求更新了数据库并删了缓存，之后读请求把旧数据写回缓存。

但是，但是啊，这个场景发生的条件太苛刻了，因为写数据库的耗时远大于读数据库，基本卡不中这个时间窗口，线上出问题的概率几乎可以忽略。

就算真的撞上了，还有缓存 TTL 兜底，最多就是短时间不一致，绝对不会出永久脏数据。

其实，这个方案最大的风险，是第二步删缓存失败。

同步删缓存如果失败，立刻把这个key丢到消息队列里做异步指数退避重试，设置最大重试次数，绝对不让缓存操作阻塞主流程。

高并发下的两个进阶方案

第一个是延迟双删，解决基础方案的极端并发问题。“针对商品详情、营销活动这种超高并发读的场景，用延迟双删做加固，流程是：

先删除缓存➡️更新数据库➡️延迟500ms-1s，二次删除缓存。第二次延迟删除，刚好能覆盖掉【数据库更新过程中，读请求写回缓存的旧数据】，彻底解决极端并发的脏数据问题。其中，延迟时间必须大于【业务读请求的最大耗时 + 数据库主从同步延迟】。

第二个是基于Binlog的异步缓存淘汰。用Binlog异步淘汰缓存，完全解耦业务和缓存操作。

业务代码只做一件事：更新数据库，完全不碰缓存。

然后用Canal监听数据库的binlog增量日志，只有主库事务提交成功，才会拿到数据变更事件，再异步去删除对应的缓存key。如果删除失败，就丢进死信队列重试，超过阈值直接触发告警。

强一致性方案

只有像支付账户余额、核心库存扣减这种，一分钱都不能错、零容错的场景，才会考虑强一致性方案，因为它的性能代价极大。用Redisson的分布式读写锁，写请求加写锁，读请求加读锁，读写互斥，强制串行化，彻底避免并发问题。

但这个方案会严重降低系统吞吐量，高并发下很容易出现锁等待、超时问题，所以非核心场景，绝对不会用。

兜底机制

不管方案设计得多完美，线上一定会有意外，比如：

缓存集群炸了、消息队列挂了、binlog消费延迟了，没有兜底，就等着出线上事故。可以采用以下兜底策略：

1. TTL兜底：所有缓存key必须设置合理的过期时间，哪怕所有机制都失效了，最多就是一段时间的不一致，缓存一过期，就自动拉取最新数据，绝对不会出现永久脏数据。
2. 失败重试机制：所有缓存删除操作，必须有异步重试兜底，不能一次失败就放任脏数据存在。
3. 降级开关：大促场景下，如果缓存集群扛不住了，直接开降级开关，所有请求切到读数据库，先保证用户能下单，别的都好说。