MySQL 与 Redis 缓存的同步方案

本文介绍MySQL与Redis缓存的同步的两种方案

  • 方案1:通过MySQL自动同步刷新Redis,MySQL触发器+UDF函数实现
  • 方案2:解析MySQL的binlog实现,将数据库中的数据同步到Redis

方案1(UDF)

场景分析:当我们对MySQL数据库进行数据操作时,同时将相应的数据同步到Redis中,同步到Redis之后,查询的操作就从Redis中查找

过程大致如下:

  • 在MySQL中对要操作的数据设置触发器Trigger,监听操作
  • 客户端(NodeServer)向MySQL中写入数据时,触发器会被触发,触发之后调用MySQL的UDF函数
  • UDF函数可以把数据写入到Redis中,从而达到同步的效果

MySQL触发器+UDF函数实现MySQL与Redis缓存的同步

方案分析:

  • 这种方案适合于读多写少,并且不存并发写的场景
  • 因为MySQL触发器本身就会造成效率的降低,如果一个表经常被操作,这种方案显示是不合适的

方案2(解析binlog)

基本原理

在介绍方案2之前我们先来介绍一下MySQL复制的原理,如下图所示:

  • 主服务器操作数据,并将数据写入Bin log
  • 从服务器调用I/O线程读取主服务器的Bin log,并且写入到自己的Relay log中,再调用SQL线程从Relay log中解析数据,从而同步到自己的数据库中

MySQL主从复制的基本原理

方案2就是:

  • 上面MySQL的整个复制流程可以总结为一句话,那就是:从服务器读取主服务器Bin log中的数据,从而同步到自己的数据库中
  • 我们方案2也是如此,就是在概念上把主服务器改为MySQL,把从服务器改为Redis而已(如下图所示),当MySQL中有数据写入时,我们就解析MySQL的Bin log,然后将解析出来的数据写入到Redis中,从而达到同步的效果

解析MySQL的binlog实现MySQL与Redis缓存的同步

例如下面是一个云数据库实例分析:

  • 云数据库与本地数据库是主从关系。云数据库作为主数据库主要提供写,本地数据库作为从数据库从主数据库中读取数据
  • 本地数据库读取到数据之后,解析Bin log,然后将数据写入写入同步到Redis中,然后客户端从Redis读数据

解析云数据库的binlog实现MySQL与Redis缓存的同步方案

  • 这个技术方案的难点就在于: 如何解析MySQL的Bin Log。但是这需要对binlog文件以及MySQL有非常深入的理解,同时由于binlog存在Statement/Row/Mixedlevel多种形式,分析binlog实现同步的工作量是非常大的

Canal开源技术

Canal是阿里巴巴旗下的一款开源项目,纯Java开发。基于数据库增量日志解析,提供增量数据订阅&消费,目前主要支持了MySQL(也支持MariaDB)

开源参考地址有:https://github.com/liukelin/canal_mysql_nosql_sync

工作原理(模仿MySQL复制):

  • Canal模拟mysql slave的交互协议,伪装自己为mysql slave,向mysql master发送dump协议
  • mysql master收到dump请求,开始推送binary log给slave(也就是Canal)
  • Canal解析binary log对象(原始为byte流)

Canal模仿MySQL复制工作原理

架构:

  • eventParser (数据源接入,模拟slave协议和master进行交互,协议解析)
  • eventSink (Parser和Store链接器,进行数据过滤,加工,分发的工作)
  • eventStore (数据存储)
  • metaManager (增量订阅&消费信息管理器)
  • server代表一个canal运行实例,对应于一个jvm
  • instance对应于一个数据队列 (1个server对应1..n个instance)
  • instance模块:

Canal之Server及instance模块架构

大致的解析过程如下:

  • parse解析MySQL的Binlog,然后将数据放入到sink中
  • sink对数据进行过滤,加工,分发
  • store从sink中读取解析好的数据存储起来
  • 然后自己用设计代码将store中的数据同步写入Redis中就可以了
  • 其中parse/sink是框架封装好的,我们做的是store的数据读取那一步

Canal解析MySQL的Binlog流程

下面是运行拓扑图

Canal运行拓扑图

MySQL表的同步,采用责任链模式,每张表对应一个Filter。例如zvsync中要用到的类设计如下:

Canal表同步设计类

下面是具体化的zvsync中要用到的类,每当新增或者删除表时,直接进行增删就可以了

Canal表同步实现类

附加

本文上面所介绍的都是从MySQL中同步到缓存中。但是在实际开发中可能有人会用下面的方案:客户端有数据来了之后,先将其保存到Redis中,然后再同步到MySQL中

这种方案本身也是不安全/不可靠的,因此如果Redis存在短暂的宕机或失效,那么会丢失数据

先存入Redis再同步MySQL

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