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面试题:Redis INCR与DECR命令在计数器场景中的应用 - 高级难度

在一个高并发的电商系统中,有商品浏览量统计的需求。要求使用Redis的INCR命令实现,且要考虑到数据持久化和性能优化。请详细阐述实现方案,包括如何选择合适的数据结构存储浏览量,如何处理大量并发请求下的数据一致性,以及可能面临的问题和解决方案。
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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. 选择合适的数据结构存储浏览量

使用Redis的字符串(String)数据结构来存储商品的浏览量。每个商品可以用一个唯一的键来标识,例如 product:商品ID:views,对应的值就是该商品的浏览量。使用 INCR 命令对这个值进行原子性的递增操作。例如:

INCR product:123:views

这种方式简单直接,INCR 命令在Redis内部是原子操作,能保证在高并发场景下数据的准确性。

2. 处理大量并发请求下的数据一致性

  • 使用Redis的事务(Multi - Exec):虽然在这种简单的 INCR 场景下,单个 INCR 命令本身是原子的,但如果涉及到多个与浏览量相关的操作(例如同时更新浏览量和其他相关统计信息),可以使用Redis的事务。例如:
MULTI
INCR product:123:views
SET product:123:last_view_time 当前时间戳
EXEC

事务能保证这一组操作要么全部成功,要么全部失败,从而确保数据的一致性。

  • 使用乐观锁(Watch 机制):如果在更新浏览量时,需要先获取当前浏览量并基于这个值进行一些复杂计算后再更新,可以使用 Watch 机制。例如:
WATCH product:123:views
GET product:123:views
# 基于获取到的浏览量进行计算
MULTI
SET product:123:views 计算后的新值
EXEC

Watch 会监控指定的键,在执行 EXEC 之前,如果这些键的值被其他客户端修改,当前事务会失败,客户端可以重新尝试整个操作流程,保证数据一致性。

3. 可能面临的问题和解决方案

  • 数据持久化问题
    • 问题:Redis默认的持久化策略(RDB或AOF)在高并发写入情况下,可能会因为持久化操作的频率和性能问题,导致数据丢失。例如,RDB快照可能不是实时的,AOF重写过程可能会有短暂的数据不一致。
    • 解决方案:可以调整持久化策略。对于RDB,可以缩短快照时间间隔,但这会增加I/O开销;对于AOF,可以将 appendfsync 选项设置为 always,保证每次写操作都同步到磁盘,但这会降低Redis的写入性能。另外,可以结合两者使用,在保证数据安全性的同时尽量减少性能影响。
  • 性能问题
    • 问题:高并发的 INCR 请求可能会导致Redis的性能瓶颈,特别是在单机部署情况下,网络带宽和CPU资源可能成为限制因素。
    • 解决方案:采用集群部署方案,如Redis Cluster。它可以将数据分布在多个节点上,通过数据分片的方式,分摊写请求压力。同时,合理设置客户端的连接池大小,减少连接创建和销毁的开销,提高客户端与Redis之间的交互效率。另外,可以在应用层进行缓存,例如在Web服务器端缓存部分商品的浏览量数据,减少对Redis的直接请求次数。