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面试题:Redis GET选项数据过滤策略在分布式系统中的应用

在分布式Redis集群环境下,数据分散存储在多个节点上。业务需求是通过Redis GET选项,对存储的订单数据(键以`order:`开头,值为订单详情的JSON格式字符串,包含订单金额、下单时间、订单状态等字段)进行过滤,筛选出金额大于1000且订单状态为'已支付'的订单信息。请设计一套完整的数据过滤策略,包括但不限于如何在分布式环境下定位数据、处理可能的数据一致性问题以及优化网络开销。
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数据库Redis

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试
  1. 定位数据
    • 哈希槽定位:在分布式Redis集群(如Redis Cluster)中,每个键通过CRC16算法计算哈希值,再对16384取模,得到该键所在的哈希槽。可以遍历所有节点,根据键的哈希槽计算方式,确定键order:*可能分布在哪些节点上。
    • 扫描命令:使用SCAN命令在每个节点上进行键的遍历。由于键以order:开头,可以在每个节点上执行SCAN 0 MATCH order:*命令,获取所有符合前缀的键。
  2. 数据过滤
    • 获取数据:对于每个通过SCAN命令获取到的键,在对应节点上执行GET命令获取值(JSON格式字符串)。
    • 解析过滤:将获取到的JSON字符串解析为对象,检查订单金额和订单状态字段。在代码层面进行逻辑判断,例如在Python中:
import json

def filter_orders(redis_client):
    cursor = '0'
    filtered_orders = []
    while cursor != '0':
        cursor, keys = redis_client.scan(cursor, match='order:*')
        for key in keys:
            value = redis_client.get(key)
            if value:
                order = json.loads(value)
                if order.get('order_amount', 0) > 1000 and order.get('order_status') == '已支付':
                    filtered_orders.append(order)
    return filtered_orders
  1. 处理数据一致性问题
    • 最终一致性:分布式Redis集群本身具有最终一致性。对于读操作,可以容忍一定程度的不一致。在读取订单数据时,可以设置合理的重试机制,如读取失败或获取到不一致数据时,重新读取。
    • 同步机制:如果业务对一致性要求较高,可以考虑使用Redis的发布 - 订阅机制。当订单状态或金额发生变化时,发布一条消息,所有相关节点接收到消息后更新本地缓存数据,以保持数据一致性。
  2. 优化网络开销
    • 批量操作:尽量减少网络请求次数。可以使用MGET命令一次性获取多个键的值,而不是多次执行GET命令。例如,将通过SCAN获取到的键按一定数量(如100个)进行分组,然后对每组执行MGET操作。
    • 本地缓存:在应用层维护一个本地缓存,对于频繁查询的订单数据进行缓存。当需要查询订单时,先从本地缓存中查找,如果没有命中再从Redis集群中获取。这样可以减少对Redis集群的网络请求。
    • 压缩传输:如果网络带宽是瓶颈,可以在Redis客户端和服务端之间启用压缩功能。Redis支持在客户端和服务端之间对数据进行压缩传输,如zlib压缩,减少传输的数据量,从而降低网络开销。