实时刷新缓存-处理mysql主从延迟的一些设计方案

在项目开发当中，经常有这样一种场景，对数据库进行添加、修改、删除操作的应用直接连接master库，只对数据库进行查询的应用，会先建立一个中央缓存，例如redis或者memcache，如果缓存没有命中，那么直接访问slave库。下文会介绍一下在刷新中央缓存时，如果发生主从延迟，应该如何处理。也即是，当应用System-A 把数据库写入master库的时候，System-B应用在读取slave库的时候，master库的数据还没同步到slave库，如果这个时候刷新缓存的话，会直接把旧的数据刷到缓存里的。

备注：

笔者在处理这个问题时，刷新中央缓存的机制是使用MQ消息进行通知的。本文也是基于MQ这种技术背景下，想到的一些解决方案。

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本地缓存框架缓存数据

我们可以根据数据的

update_time

 来判断master库的数据是否已经同步到slave库。假设有一个update数据库的操作，通过update_time得知，最新的master库的数据还未同步到slave库，那么我们可以把这条数据的主键存储到本地缓存当中，例如使用

LinkedBlockingQueue

 这个队列作为本地缓存，将数据主键id存储到队列中，然后启动一个job去扫描这个队列，一旦发现队列中有数据，则进行处理。在处理数据的过程中，如果发现该条数据还是未从master同步过来，那么继续把这条数据的主键放入队列中，等待下一次的处理，一直到master库的数据同步过来为止。如若由于数据库原因或者数据原因或者代码问题等，导致数据一直处于入队列/出队列的死循环当中，那么我们可以为数据设置一个出入队列的次数，例如5次，超过五次的，则该条数据把它丢失掉。

下面列出一些伪代码：

队列实现

public class DelayQueue {
private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(DelayQueue.class);
private static final int QUEUE_MAX_ELEMENT_COUNT = 20000;
private  LinkedBlockingQueue<MessageElement> queue = new  LinkedBlockingQueue<MessageElement>(QUEUE_MAX_ELEMENT_COUNT);
private static class SingletonHolder {
private static final DelayQueue INSTANCE = new DelayQueue ();
}

private DelayQueue (){}

public static final DelayQueue getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}

/**
*把元素插入队列,如果此时队列已满,则丢弃掉
*/
public void offer(MessageElement messageElement){
boolean result = queue.offer(messageElement);
//队列满了
if (!result) {
LOGGER.warn(dataBase masterSlaveDataDelayQueue full);
}
}

/**
* 把头部的元素出栈
*/
public MessageElement poll (){
return queue.poll();
}
}

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扫描本地缓存队列的job

使用spring的定时任务注解：

/**
*该方法是单线程调度的,如果该线程未执行完,后续的调度将不会执行
*/

@Scheduled(cron="0 0/5 * * * ?")
public void handleQueueMessage(){
while(true){
String result = "true";//最好从配置文件读取，当值为false时，不接收消息
if (Constants.FALSE.equals(result)) {
return;
}
MessageElement messageElement = DelayQueue .getInstance().poll();
if (messageElement == null) {
break;
}
LOGGER.info("receiveMessage from delay queue"+messageElement.toString());
salesService.handleMessage(messageElement);
}
}

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消息体

public class MessageElement {

private Long id;//数据主键
private AtomicInteger count = new AtomicInteger();//控制出入队列的最大次数

public long getId() {
return id;
}
public void setId(long id) {
this.id = id;
}

public AtomicInteger getCount() {
return count;
}
public void setCount(AtomicInteger count) {
this.count = count;
}
}

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备注：

注意要设置队列的最大容量，如果队列中的数据数量超过最大容量，可以根据自己的业务情况，删除队头或者不再加入数据。

这个方案在应用重启的数据，本地缓存会被清理，造成数据丢失。

必须有一个开关，控制是否接收消息。因为一旦生产者发送的并发量太大，会引起其他问题，这个时候，可以通过开关控制不接收消息，以便达到降级的效果。毕竟我们只是刷新缓存而已，大不了不刷。

使用MQ

如果MQ有如下的特性的话，也可以尝试使用：

当数据未从master同步过来时，可以把消息的状态设置为later，让消息发送者每隔一段时间再次发送，例如2s后、5s后1分钟后，这样不断的发送，直到一个小时后，停止发送。

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这样的话，应用就无需使用本地缓存了，直接利用MQ。同时当应用重启的时候，消息也不会丢失。