数据冗余,是多对多关系,在数据量大时,数据水平切分的常用实践。

 

如何进行数据冗余

接下来的问题转化为,好友中心服务如何来进行数据冗余,常见有三种方法。

 

方法一:服务同步冗余

 

java数据冗余 数据冗余处理_数据冗余

顾名思义,由好友中心服务同步写冗余数据,如上图1-4流程:

  • 业务方调用服务,新增数据
  • 服务先插入T1数据
  • 服务再插入T2数据
  • 服务返回业务方新增数据成功

 

优点

  • 不复杂,服务层由单次写,变两次写
  • 数据一致性相对较高(因为双写成功才返回)

 

缺点

  • 请求的处理时间增加(要插入次,时间加倍)
  • 数据仍可能不一致,例如第二步写入T1完成后服务重启,则数据不会写入T2

 

如果系统对处理时间比较敏感,引出常用的第二种方案

 

方法二:服务异步冗余

java数据冗余 数据冗余处理_java数据冗余_02

数据的双写并不再由好友中心服务来完成,服务层异步发出一个消息,通过消息总线发送给一个专门的数据复制服务来写入冗余数据,如上图1-6流程:

  • 业务方调用服务,新增数据
  • 服务先插入T1数据
  • 服务向消息总线发送一个异步消息(发出即可,不用等返回,通常很快就能完成)
  • 服务返回业务方新增数据成功
  • 消息总线将消息投递给数据同步中心
  • 数据同步中心插入T2数据

 

优点

  • 请求处理时间短(只插入1次)

 

缺点

  • 系统的复杂性增加了,多引入了一个组件(消息总线)和一个服务(专用的数据复制服务)
  • 因为返回业务线数据插入成功时,数据还不一定插入到T2中,因此数据有一个不一致时间窗口(这个窗口很短,最终是一致的)
  • 在消息总线丢失消息时,冗余表数据会不一致

 

如果想解除“数据冗余”对系统的耦合,引出常用的第三种方案

 

方法三:线下异步冗余

java数据冗余 数据冗余处理_java数据冗余_03

数据的双写不再由好友中心服务来完成,而是由线下的一个服务或者任务来完成,如上图1-6流程:

  • 业务方调用服务,新增数据
  • 服务先插入T1数据
  • 服务返回业务方新增数据成功
  • 数据会被写入到数据库的log中
  • 线下服务或者任务读取数据库的log
  • 线下服务或者任务插入T2数据

 

优点

  • 数据双写与业务完全解耦
  • 请求处理时间短(只插入1次)

 

缺点

  • 返回业务线数据插入成功时,数据还不一定插入到T2中,因此数据有一个不一致时间窗口(这个窗口很短,最终是一致的)
  • 数据的一致性依赖于线下服务或者任务的可靠性

 

上述三种方案各有优缺点,可以结合实际情况选取。

 

数据冗余固然能够解决多对多关系的数据库水平切分问题,但又带来了新的问题,如何保证正表T1与反表T2的数据一致性呢?

 

如何保证数据的一致性

上一节的讨论可以看到,不管哪种方案,因为两步操作不能保证原子性,总有出现数据不一致的可能,高吞吐分布式事务是业内尚未解决的难题,此时的架构优化方向,并不是完全保证数据的一致,而是尽早的发现不一致,并修复不一致。

 

最终一致性,是高吞吐互联网业务一致性的常用实践。更具体的,保证数据最终一致性的方案有三种。

 

方法一:线下扫面正反冗余表全部数据

java数据冗余 数据冗余处理_数据_04

如上图所示,线下启动一个离线的扫描工具,不停的比对正表T1和反表T2,如果发现数据不一致,就进行补偿修复。

 

优点

  • 比较简单,开发代价小
  • 线上服务无需修改,修复工具与线上服务解耦

 

缺点

  • 扫描效率低,会扫描大量的“已经能够保证一致”的数据
  • 由于扫描的数据量大,扫描一轮的时间比较长,即数据如果不一致,不一致的时间窗口比较长

 

有没有只扫描“可能存在不一致可能性”的数据,而不是每次扫描全部数据,以提高效率的优化方法呢?

 

方法二:线下扫描增量数据

java数据冗余 数据冗余处理_数据_05

每次只扫描增量的日志数据,就能够极大提高效率,缩短数据不一致的时间窗口,如上图1-4流程所示:

  • 写入正表T1
  • 第一步成功后,写入日志log1
  • 写入反表T2
  • 第二步成功后,写入日志log2

当然,我们还是需要一个离线的扫描工具,不停的比对日志log1和日志log2,如果发现数据不一致,就进行补偿修复

 

优点

  • 虽比方法一复杂,但仍然是比较简单的
  • 数据扫描效率高,只扫描增量数据

 

缺点

  • 线上服务略有修改(代价不高,多写了2条日志)
  • 虽然比方法一更实时,但时效性还是不高,不一致窗口取决于扫描的周期

 

有没有实时检测一致性并进行修复的方法呢?

 

方法三:实时线上“消息对”检测

java数据冗余 数据冗余处理_数据_06

这次不是写日志了,而是向消息总线发送消息,如上图1-4流程所示:

  • 写入正表T1
  • 第一步成功后,发送消息msg1
  • 写入反表T2
  • 第二步成功后,发送消息msg2

这次不是需要一个周期扫描的离线工具了,而是一个实时订阅消息的服务不停的收消息。

假设正常情况下,msg1和msg2的接收时间应该在3s以内,如果检测服务在收到msg1后没有收到msg2,就尝试检测数据的一致性,不一致时进行补偿修复

 

优点

  • 效率高
  • 实时性高

 

缺点

  • 方案比较复杂,上线引入了消息总线这个组件
  • 线下多了一个订阅总线的检测服务

 

总结

文字较多,希望尽量记住如下几点:

  • 好友业务是一个典型的多对多关系,又分为强好友与弱好友
  • 数据冗余**是一个常见的多对多业务数据水平切分实践**
  • 冗余数据的常见方案有三种
    (1)服务同步冗余
    (2)服务异步冗余
    (3)线下异步冗余
  • 数据冗余会带来一致性问题,高吞吐互联网业务,要想完全保证事务一致性很难,常见的实践是最终一致性
  • 最终一致性的常见实践是,尽快找到不一致,并修复数据,常见方案有三种
    (1)线下全量扫描法
    (2)线下增量扫描法
    (3)线上实时检测法