2023年（Q3财年）技术部门CTO线技术人员晋升考核机试题

分布式篇-D 分布式数据同步

*参考答案*

出题人：湖北TL田超凡
答案制定：湖北TL田超凡

*****试卷启用前绝密****

1 缓存一致性产生背景

答：当需要频繁访问数据库的时候，虽然数据库底层基于B+索引检索数据，但是仍然会十分消耗磁盘IO资源，导致数据库访问压力增加。

此时可以基于缓存设计来减轻数据库访问压力。

2 多级缓存架构设计方案

答：多级缓存架构设计采用的设计模式是装饰者模式。

1. 首先是JVM内置缓存，如ehcache、oscache。数据同步可以基于RMI机制(JVM和JVM之间的通讯)实现，效率比较低。
2. 其次是外置缓存，如redis、memcached等，先查内置缓存，内置缓存没有再查外置缓存，外置缓存没有再查数据库，然后同步数据到外置和内置缓存中。

3 Mysql与Redis缓存一致性原理

答：

1. 基本查询流程：

首先从redis缓存中查询数据，如果能查到就直接返回客户端，如果不能查到就再到数据库中查询，把查询到的数据同步到redis缓存中，再返回查询结果给客户端。

1. 基本数据同步实现原理：

大多数场景Redis都是作为只读缓存，当mysql做增量写操作时，会同步到Redis，此时分以下几种情况讨论：

1. Insert db,insert redis 增量同步
2. Update db，清除redis缓存，懒加载
3. Update db，更新redis缓存，增量同步
4. Delete db,  清除redis缓存，增量同步

4 如果数据库数据发生变化，如何同步给Redis

答：

1. 删除redis缓存，增量同步
2. 基于MQ异步同步
3. 基于canal异步同步
4. 基于canal+MQ异步同步

5 canal数据同步实现原理

答：canal主要用途是对mysql增量日志(binlog)解析，提供增量数据订阅和消费。

canal数据同步实现原理：

1. Canal服务器端伪装成mysql从节点，订阅mysql主节点binlog日志
2. 当mysql主节点binlog日志发生变化的时候，会通知给canal服务器端
3. Canal服务器端接收到binlog增量数据日志，解析并转换成json格式输出到canal客户端
4. Canal客户端接收到canal服务器端传递的增量数据日志后，异步写入到redis实现数据同步

优化建议：可以基于canal+kafka实现高效的异步数据同步，canal客户端接收到canal服务器端发送的增量数据日志后，异步将增量数据消息投递到kafka服务器端，再由kafka服务器端下游消费者订阅kafka主题，异步获取增量数据并同步到redis，大大提高大数据量数据同步场景下的数据同步效率。