39. 分布式缓存重建并发冲突问题以及zookeeper分布式锁解决方案

上篇文章整个三级缓存的架构已经走通了;
但是遇到一个问题,如果缓存服务在本地的ehcache中都读取不到数据,就意味着,需要重新到源头的服务数据库中去拉去数据,拉取到数据之后,先给nginx的请求返回,同时将数据写入ehcacheredis中。在多个服务下,就会有重建缓存的并发冲突问题!

分布式重建缓存并发冲突

问题由来

  1. 重建缓存:数据在所有的缓存中都不存在了(比如LRU算法清楚),就需要重新查询数据写入缓存,重建缓存
  2. 分布式的重建缓存,在不同的机器上,不同的服务实例中,去做上面的重建缓存,就会出现多个机器分布式重建去读取相同的数据,然后写入缓存中。

分布式重建缓存的并发冲突问题…

39. 分布式缓存重建并发冲突问题以及zookeeper分布式锁解决方案

解决方案

采用的方案和分发层nginx分流到应用层nginx原理一样。

  1. 之前已经实现流量均匀分布到所有缓存服务实例上

应用层nginx,是将请求流量均匀地打到各个缓存服务实例中的,当业务增长,my-eshop-cache缓存服务,可能会部署多实例在不同的机器上

  1. 分发层nginx根据商品id hash后,发送请求到应用层nginx,实现固定商品id,走固定的缓存服务实例

之前分流请求用分发层nginxlua脚本,通过应用层nginx的地址列表,对每个商品id做一个hash,然后对应用nginx数量取模,将每个商品的请求固定分发到同一个应用层nginx上面去

  1. 当请求到应用层nginx,发现自己本地lua shared dict缓存中没有数据的时候,采取一样的方式,对product id取模,然后将请求固定分发到同一个缓存服务实例中去

  2. 这样的话,就不会出现说多个缓存服务实例分布式的去更新那个缓存了

  3. 源信息服务发送的变更消息,需要按照商品id去分区,固定的商品变更走固定的kafka分区,也就是固定的一个缓存服务实例接受消息实现缓存重建。

  4. 缓存服务,是监听kafka topic的,一个缓存服务实例,作为一个kafka consumer,就消费topic中的一个partition,所以你有多个缓存服务实例的话,每个缓存服务实例就消费一个kafka partition

所以这里,源头信息服务,在发送消息到kafka topic的时候,都需要按照product id分区

  1. 也就时说,同一个product id变更的消息一定是到同一个kafka partition中的,即同一个product id的变更消息,一定是同一个缓存服务实例消费到的

很简单,kafka producer api,里面send message的时候,多加一个product id参数就可以了。

  1. 问题是,自己写的简易的hash分发,与kafka的分区,可能并不一致!!!

之前写的简易的hash分发策略,是按照crc32去取hash值,然后再取模的,kafka producer的hash策略很可能是不一样的,可能导致说,数据变更的消息所到的缓存服务实例,跟应用层nginx分发到的那个缓存服务实例也许就不在一台机器上了

  1. 这样的话,在高并发,极端的情况下,可能就会出现冲突,分布式的缓存重建并发冲突问题发生…
    39. 分布式缓存重建并发冲突问题以及zookeeper分布式锁解决方案

基于zookeeper分布式锁

介绍

  1. 分布式锁:如果你有多个机器在访问同一个共享资源,你需要加个锁,让多个分布式的机器在访问共享资源的时候串行起来,这个锁,多个不同机器上的服务共享的锁,就是分布式锁

  2. 分布式锁当然有很多种不同的实现方案,redis分布式锁zookeeper分布式锁

  3. zk,做分布式协调这一块,还是很流行的,大数据应用里面,hadoop,storm,都是基于zk去做分布式协调

方案流程

zk分布式锁的解决并发冲突的方案
39. 分布式缓存重建并发冲突问题以及zookeeper分布式锁解决方案

  1. 变更缓存重建以及空缓存请求重建,更新redis之前,都需要先获取对应商品id的分布式锁
  2. 拿到分布式锁之后,需要根据时间版本去比较一下,如果自己的版本新于redis中的版本,那么就更新,否则就不更新
  3. 如果拿不到分布式锁,那么就等待,不断轮询等待,直到自己获取到分布式的锁