Redis面试深度解析：主从复制、集群与分布式锁

"Redis面试专题及答案（下）包含了Redis与Memcached的区别，Redis主从复制的实现方式，Redis集群的实现策略，以及如何在Redis和Zookeeper中设计分布式锁的思路。" 在高并发环境下，Redis相对于Memcached展现出更高的效率，主要归因于它们的设计模式差异。Memcached采用多线程模型，而Redis则是单线程操作。多线程模型在处理高并发请求时，可能会因为线程同步和锁竞争导致性能下降，而Redis的单线程模型避免了这些问题，它通过高效地管理I/O多路复用和事件处理，能快速响应大量并发请求。 Redis主从复制是通过以下步骤实现的： 1. 主节点创建数据快照并发送给从节点。 2. 从节点接收快照并在内存中恢复数据。 3. 主节点随后以二进制日志（RDB或AOF）的形式发送新增数据给从节点，从节点重播这些日志以保持数据同步。 Redis的集群模式通常采用以下策略实现： 1. 客户端分片：客户端根据预定义规则决定数据应存储在哪台服务器。 2. 基于代理的分片：使用中间代理服务（如Twemproxy或Codis）来分发请求。 3. 路由查询分片：例如Redis-Cluster，它自动分配数据到不同的节点，并透明地处理数据路由。 Redis-Cluster的分片原理基于虚拟槽，16384个槽均匀分布在各个主节点上，通过哈希函数确定每个键对应哪个槽，从而确定其服务节点。节点之间通过Gossip协议交换状态信息，以适应动态的节点加入或离开。 设计分布式锁在Redis中，通常的实现思路如下： 1. 使用`SETNX`命令尝试设置键，同时设置一个超时时间（TTL），成功设置则表示获取锁。 2. 其他线程在检查锁未超时时，不能获取锁。 3. 使用`GETSET`更新超时时间，如果返回的旧值不是预期值，表示锁已被其他线程修改，放弃获取锁。 4. 释放锁时，使用`DEL`或`UNLINK`命令删除键。 在Zookeeper中，分布式锁的实现方式略有不同： 1. 创建临时节点表示获取锁。 2. 所有线程尝试创建临时节点，第一个创建成功的线程获得锁。 3. 其他线程监控前一个节点，当其消失（锁被释放）时，尝试获取锁。 4. 锁释放时，删除对应的临时节点。 Redis和Zookeeper分布式锁的主要区别在于： - Redis锁基于键值存储，操作速度快但无中心协调，可能导致锁丢失（如主节点故障）。 - Zookeeper锁依赖于中央协调者，保证强一致性，但操作相对更复杂，且有一定的延迟。