高并发场景下缓存+数据库双写不一致问题分析与解决方案设计 (2)

如果请求还在等待时间范围内,不断轮询发现可以取到值了,那么就直接返回; 如果请求等待的时间超过一定时长,那么这一次直接从数据库中读取当前的旧值。(返回旧值不是又导致缓存和数据库不一致了么?那至少可以减少这个情况发生,因为等待超时也不是每次都是,几率很小吧。这里我想的是,如果超时了就直接读旧值,这时候仅仅是读库后返回而不放缓存)

5.高并发的场景下,该方案要注意的问题

高并发的场景下,该解决方案其实还是有一些问题需要特别注意的。

5.1 读请求长时阻塞

由于读请求进行了非常轻度的异步化,所以一定要注意读超时的问题,每个读请求必须在超时时间范围内返回。

该解决方案,最大的风险点在于,数据更新很频繁的情况下导致队列中积压了大量更新操作在里面,然后读请求会发生大量的超时,最后导致大量的请求直接走数据库取到了旧值。所以,务必通过一些模拟真实的测试,看看更新数据频繁的场景下是怎样的。

另外一点,因为一个队列中,可能会积压针对多个数据项的更新操作,因此需要根据自己的业务情况进行测试,确定一个实例中创建多少个内存队列,且可能需要部署多个服务,每个服务分摊一些数据的更新操作。

如果一个内存队列里积压100个商品的库存修改操作,每个库存修改操作要耗费10ms去完成,那么最后一个商品的读请求,可能等待10 * 100 = 1000ms = 1s后,才能得到数据。

这个时候就导致读请求的长时阻塞。

一定要做根据实际业务系统的运行情况,去进行一些压力测试,和模拟线上环境,去看看最繁忙的时候,内存队列可能会挤压多少更新操作,可能会导致最后一个更新操作对应的读请求,会hang多少时间。如果读请求在200ms返回,而且你计算过后,哪怕是最繁忙的时候,积压10个更新操作,最多等待200ms,那还可以的。

如果一个内存队列可能积压的更新操作特别多,那么你就要加机器,让每个机器上部署的服务实例处理更少的数据,那么每个内存队列中积压的更新操作就会越少。

Tips:
其实根据之前的项目经验,一般来说数据的写频率是很低的,因此实际上正常来说,在队列中积压的更新操作应该是很少的。

针对读高并发,读缓存架构的项目,一般写请求相对读来说,是非常非常少的,每秒的QPS能到几百就不错了。

假如一秒500的写操作,可以看成5份,每200ms就100个写操作。对于单机器,如果又20个内存队列,每个内存队列,可能就积压5个写操作,每个写操作性能测试后,一般在20ms左右就完成。

那么针对每个内存队列中的数据的读请求,也就最多hang一会儿,200ms以内肯定能返回了。

假如写QPS扩大10倍,但是经过刚才的测算,就知道,单机支撑写QPS几百没问题,那么就扩容机器,扩容10倍的机器,10台机器,每个机器20个队列,200个队列。

大部分的情况下,应该是这样的:大量的读请求过来,都是直接走缓存取到数据的。少量情况下,可能遇到读和数据更新冲突的情况。如上所述,那么此时更新操作如果先入队列,之后可能会瞬间来了对这个数据大量的读请求,但是因为做了去重的优化,所以也就一个更新缓存的操作跟在它后面。

等数据更新完了,读请求触发的缓存更新操作也完成,然后临时等待的读请求全部可以读到缓存中的数据。

5.2 读请求并发量过高

这里还必须做好压力测试,确保恰巧碰上上述情况的时候,还有一个风险,就是突然间大量读请求会在几十毫秒的延时hang在服务上,看服务能不能抗的住,需要多少机器才能抗住最大的极限情况的峰值。

但是因为并不是所有的数据都在同一时间更新,缓存也不会同一时间失效,所以每次可能也就是少数数据的缓存失效了,然后那些数据对应的读请求过来,并发量应该也不会特别大。

Tips:
如果按1:99的比例计算写和读的请求,那么每秒5万的读QPS,可能只有500次更新操作。
如果一秒有500的写QPS,那么要测算好,可能写操作影响的数据有500条,这500条数据在缓存中失效后,可能导致多少读缓存的请求,发送读请求到库存服务来,要求更新缓存。

一般来说,按1:2的话,每秒钟有1000个读请求去读这500个正在更新库的数据,就会有1000个请求hang在库存服务上,如果规定每个请求200ms就返回,那么每个读请求最多hang多少时间,这个一定要测算好。

在同一时间最多hang住的可能也就是单机200个读请求,最坏的同时hang住,单机hang200个读请求,还是ok的。

但是假如1:20,每秒更新500条数据,这500秒数据对应的读请求,会有20 * 500 = 1万,1万个读请求全部hang在库存服务上,就死定了。

5.3 多服务实例部署的请求路由

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