面试官: 为什么在系统中不推荐双写?

正文

背景介绍

话说阿雄在加入某a国际电商公司的时候,业务系统十分简单,一个database就能搞定一切!

可是某a国际电商公司在产品韩的领导下,业务增长迅速,阿雄发现了数据库越来越慢,于是乎阿雄加入了一些缓存,如redis来缓存一些数据,提高系统的响应能力。

又过了一段时间,产品韩发现搜索的速度灰常慢,让阿雄去改。阿雄在网上发现,现在业内都用一些elasticsearch做一些全文检索的操作,于是乎阿雄将一些需要全文检索的数据放入elasticsearch,提高了系统的搜索能力!

随着数据的膨胀,阿雄慢慢的发现了,对数据库做一些数据分析操作,性能明显的跟不上了。于是乎阿雄将数据库里的数据,导入hadoop,然后进行数据分析。

(省略一万字….)

最后,阿雄和产品韩幸福的在一起了

OK,好,现在分析上面的场景!思考第一个问题1、在database,redis,elasticsearch,hadoop中的数据是有关系的,还是彼此独立的?显然是有关系的,在这几个数据源中的数据都是相关的。只是格式不一样而已!例如,对于一条Product数据,在数据库里是

面试官: 为什么在系统中不推荐双写?

在redis里就是key为 product:pId:1,value是

{       "pId": "1",
    "productName": "macbook"
}

如上所示,只是数据格式不一样而已!

那好,现在思考第二个问题2、既然这些数据源之间数据是相关的,如何保证这几个数据源之间数据一致性!一种比较简单且容易想到的方案是,hardcode在程序中 例如现在有两个数据源DataSouce1和DataSource2,我们往里头写数据,代码如下

ProductService{
    \\省略
    public void syncData(){
        x1. writeDataSource1();
        x2. writeDataSource2();
    }
}

这就是我们标题中所提到的双写!那么,双写会带来什么坏处呢?OK,继续往下看!

双写缺点

一致性问题打个比方我们现在有两个client,同时往两个DataSouce写数据。

  • 一个client往里头入X为1
  • 一个client往里头入X为5

那么会有如下情形出现

面试官: 为什么在系统中不推荐双写?

如图所示,两个DataSouce的数据就不一致了,一个为1,一个为5。除非接下来有一个新的请求,对x数据发生了变更,才能修正这种现象!否则,你可能永远都发现不了。

原子性问题因为我们需要同时往DataSource1和DataSource2一起写数据,你需要保证

x1. writeDataSource1();
x2. writeDataSource2();

这两个操作一起成功,或者一起失败!如果采用双写的方法,是避不开这个问题的!

那么有没有通用的办法来解决这些问题呢?有的,只要能按顺序记录数据的变更即可!那具体怎么做呢,我们继续往下看!

改良方案

假设,如果我们能将数据按顺序记录,写入某个消息队列,然后其他系统按消息顺序恢复数据,看看what happen? 此时架构图如下

面试官: 为什么在系统中不推荐双写?图片

在该架构下,所有的数据变更写入一个消息队列里去。其他各数据源从消息队列里恢复数据即可!

那么,此时还有一致性问题,和原子性问题么?一致性问题OK,这种情况下,各个数据源之间数据肯定是一致的。因为写入顺序已经在消息队列中定义好,各数据源按照消息队列中的消息顺序,恢复数据即可,并不存在竞争现象。因此,不会出现不一致的问题!原子性问题OK,这种情况下,如果写入DataSource失败会怎么样?例如出现了网络问题,这条消息恢复失败了。这个问题其实好解决,一般我们在顺序根据消息恢复数据的时候,会记录下坐标。如果写入失败,停止恢复数据。下次从该坐标处恢复数据即可。

但是在上面那张图中,写入DataBase是异步写入的。这样就不符合很多业务场景的"写后即读"的要求,因此,在实际落地中,做了一些变更!通用做法是去提取数据库的变化!如下图所示

面试官: 为什么在系统中不推荐双写?

在该图中的中间件,例如oracle中的oracle golden gate可以提取数据变化。mysql中的canal能提取数据的变化。至于消息队列,可以选用kafka。直接提取数据变化到kafka中,其他数据源从kafka中获取数据,避免了直接双写从而导致一致性和原子性问题。

总结

本问讨论了在项目中常见的数据同步问题,希望大家有所收获。引言

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