当前讯息：淘宝太细了：mysql 和 es 的5个一致性方案，你知道吗？

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当前讯息：淘宝太细了：mysql 和 es 的5个一致性方案，你知道吗？

2023-05-31 14:08:12 来源：博客园

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说在前面

在40岁老架构师尼恩的读者交流群(50+)中，最近有小伙伴拿到了一线互联网企业如拼多多、极兔、有赞、希音的面试资格，遇到一几个很重要的面试题：

说5种mysql 和 elasticsearch 数据一致性方案

与之类似的、其他小伙伴遇到过的问题还有：

Mysql 和 ES 数据一致性问题及方案？
Mysql 和 redis 数据一致性问题及方案？
如果保证 Mysql 和 redis 数据一致性？
如果保证 Mysql 和 HBase数据一致性？
等等等等.....

这里尼恩给大家做一下系统化、体系化的线程池梳理，使得大家可以充分展示一下大家雄厚的 “技术肌肉”，让面试官爱到 “不能自已、口水直流”。

也一并把这个题目以及参考答案，收入咱们的《尼恩Java面试宝典》V70版本，供后面的小伙伴参考，提升大家的 3高架构、设计、开发水平。

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本文目录

说在前面
本文目录
问题场景分析
方案一：同步双写
方案二：异步双写
- 方案2.1 使用内存队列（如阻塞队列）异步
- 方案2.2 使用消息队列（如阻塞队列）异步
方案三：定期同步
方案四：数据订阅
方案五：etl 工具
说在最后
参考文献：
技术自由的实现路径：
- 实现你的架构自由：
- 实现你的响应式自由：
- 实现你的 spring cloud 自由：
- 实现你的 linux 自由：
- 实现你的网络自由：
- 实现你的分布式锁自由：
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- 实现你的面试题自由：
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问题场景分析

咱们的生产需求上，为了便于商品的聚合搜索，高速搜索，采用两大优化方案：

把商品数据冗余存储在Elasticsearch中，实现高速搜索
把商品数据冗余存储在redis 中，实现高速缓存

很多的时候，要求保持很高的数据一致性。

比如：

要求 mysql 与 es 做到秒级别的数据同步。
要求 mysql 与 redis 做到秒级别的数据同步。
要求 mysql 与 hbase 做到秒级别的数据同步。

接下来，以 mysql 与 es 的数据一致，作为业务场景进行分析，其他的场景比如mysql 与 redis 的数据一致性方案，都是差不多的。

只要大家能把下面的 5大数据一致性方案，滔滔不绝的说出来，面试官一定会爱到 “不能自已、口水直流”。

方案一：同步双写

同步双写是一种最为简单的方式，在将数据写到 MySQL 时，同时将数据写到 ES。

同步双写优点：

这种方式简单粗暴，实时写入能做到秒级。

同步双写缺点：

业务耦合，这种方式代码侵入性强，商品的管理中耦合大量数据同步代码，要在之前写 mysql 的地方加写 es 的代码。以后写 mysql 的地方也要加写 es 的代码。
影响性能，写入两个存储，响应时间变长，本来 MySQL 的性能不是很高，再加一个 ES，系统的性能必然会下降。
不便扩展：搜索可能有一些个性化需求，需要对数据进行聚合，这种方式不便实现
高风险：存在双写失败丢数据风险

方案二：异步双写

同步操作性能低，异步性能高。

异步双写，分为两种：

使用内存队列（如阻塞队列）异步
使用消息队列进行异步

方案2.1 使用内存队列（如阻塞队列）异步

先把商品数据写入DB后，然后把数据写入 BlockingQueue 阻塞队列

消费线程异步从 drain 数据，batch 写入 ElasticSearch, 保证数据一致性

方案2.2 使用消息队列（如阻塞队列）异步

如果内存队列里边数据丢失，那么es 当中的数据和DB就不一致了

如果解决呢？

方式1：定期同步 db数据到 es ，同步周期一般比较长，这里有比较长时间的不一致
方式2：保证队列的可靠性，使用高可靠消息队列

生产场景中，一般会有一个搜索服务，由搜索服务去订阅商品变动的消息，来完成同步。

异步双写优点：

性能高；
不易出现数据丢失问题，主要基于 MQ 消息的消费保障机制，比如 ES 宕机或者写入失败，还能重新消费 MQ 消息；
多源写入之间相互隔离，便于扩展更多的数据源写入。

异步双写缺点：

硬编码问题，接入新的数据源需要实现新的消费者代码；
系统复杂度增加，引入了消息中间件；
MQ是异步消费模型，用户写入的数据不一定可以马上看到，造成延时。

方案三：定期同步

为了保证 DB和ES /HBase 数据一致性，包括两个方面：

增量数据一致性
全量数据一致性

为了保证 DB和ES /HBase 的全量数据一致性，往往需要进行定期的全量数据同步

数据增量数据，很少，并且，一致性要求不高，那么可以把增量数据一致性行的同步双写、异步双写去掉。

定期同步优点：

实现比较简单

定期同步缺点：

实时性难以保证
对存储压力较大

当然，增量数据，可以考虑用定时任务来处理：

数据库的相关表中增加一个字段为 timestamp 的字段，任何 CURD 操作都会导致该字段的时间发生变化；
原来程序中的 CURD 操作不做任何变化；
增加一个定时器程序，让该程序按一定的时间周期扫描指定的表，把该时间段内发生变化的数据提取出来；
逐条写入到 ES 中。

方案四：数据订阅

如果要提高实时性，又要低入侵, 可以利用 MySQL 的 Binlog 来进行同步。

MySQL通过binlog订阅实现主从同步，canal Server 是一个伪装的slave节点，接收到binlog日志后，发送到MQ, 其他的存储消费 MQ里边的binlog日志，实现数据订阅。

架构图如下

这种方式和异步双写比较像，但是有两个优点：

第一降低了商品服务的入侵性，
第二数据的实时性更好。

所以使用数据订阅：

优点：
- 业务入侵较少
- 实时性较好

至于数据订阅框架的选型，主流的大体上是这些：

Cancal	Maxwell	Python-Mysql-Rplication
开源方	阿里巴巴	Zendesk	社区
开发语言	Java	Java	Python
活跃度	活跃	活跃	活跃
高可用	支持	支持	不支持
客户端	Java/Go/PHP/Python/Rust	无	Python
消息落地	Kafka/RocketMQ 等	Kafka/RabbitNQ/Redis 等	自定义
消息格式	自定义	JSON	自定义
文档详略	详细	详细	详细
Boostrap	不支持	支持	不支持

注意，尼恩的100Wqps三级缓存组件架构实操中，也介绍了，这种架构，存在秒级延迟。

如果不允许有秒级延迟的场景，不能使用这种架构。

具体请参见尼恩的100Wqps三级缓存组件架构实操。

方案五：etl 工具

MySQL同步到Redis、MySQL同步到hbase、MySQL同步到es、或机房同步、主从同步等，都可以考虑使用elt工具。

什么是etl 工具呢？

ETL，是英文 Extract-Transform-Load 的缩写，用来描述将数据从来源端经过抽取（extract）、转换（transform）、加载（load）至目的端的过程。ETL一词较常用在数据仓库，但其对象并不限于数据仓库。

ETL是构建数据仓库的重要一环，用户从数据源抽取出所需的数据，经过数据清洗,最终按照预先定义好的数据仓库模型，将数据加载到数据仓库中去。

常用的etl工具有： databus、canal （方案四用了这个组件，有etl 的部分功能）、otter 、kettle 等

下面以 databus为例，介绍一下。

Databus 是一个低延迟、可靠的、支持事务的、保持一致性的数据变更抓取系统。由 LinkedIn 于 2013 年开源。

Databus 通过挖掘数据库日志的方式，将数据库变更实时、可靠的从数据库拉取出来，业务可以通过定制化 client 实时获取变更并进行其他业务逻辑。

特点：

多数据源：Databus 支持多种数据来源的变更抓取，包括 Oracle 和 MySQL。
可扩展、高度可用：Databus 能扩展到支持数千消费者和事务数据来源，同时保持高度可用性。
事务按序提交：Databus 能保持来源数据库中的事务完整性，并按照事务分组和来源的提交顺寻交付变更事件。
低延迟、支持多种订阅机制：数据源变更完成后，Databus 能在毫秒级内将事务提交给消费者。同时，消费者使用D atabus 中的服务器端过滤功能，可以只获取自己需要的特定数据。
无限回溯：对消费者支持无限回溯能力，例如当消费者需要产生数据的完整拷贝时，它不会对数据库产生任何额外负担。当消费者的数据大大落后于来源数据库时，也可以使用该功能。

再看看 Databus 的系统架构。

Databus 由 Relays、bootstrap 服务和 Client lib 等组成，Bootstrap 服务中包括 Bootstrap Producer 和 Bootstrap Server。

快速变化的消费者直接从 Relay 中取事件；
如果一个消费者的数据更新大幅落后，它要的数据就不在 Relay 的日志中，而是需要请求 Bootstrap 服务，返回的将会是自消费者上次处理变更之后的所有数据变更快照。

开源地址：https://github.com/linkedin/databus

说在最后

数据一致性的方案，是非常常见的面试题。

以上的5大方案，如果大家能对答如流，如数家珍，基本上面试官会被你震惊到、吸引到。

最终，让面试官爱到 “不能自已、口水直流”。 offer，也就来了。

学习过程中，如果有啥问题，大家可以来找 40岁老架构师尼恩交流。

本文题目以及参考答案，收入咱们的《尼恩Java面试宝典》V70版本，可以找尼恩领取

参考文献：

清华大学出版社《尼恩 Java 高并发核心编程卷2 加强版》

4000页《尼恩Java面试宝典》

[1]. https://www.infoq.cn/article/1afyz3b6hnhprrg12833

[2].https://www.iamle.com/archives/2900.html

[3].https://blog.51cto.com/lianghecai/4755693

[4].https://qinyuanpei.github.io/posts/1333693167/

[5].https://github.com/alibaba/canal/wiki/ClientAdapter

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方案一：同步双写

方案二：异步双写

方案2.1 使用内存队列（如阻塞队列）异步

方案2.2 使用消息队列（如阻塞队列）异步

方案三：定期同步

方案四：数据订阅

方案五：etl 工具

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