面试题：分布式系统中Redis分布式锁与其他分布式协调技术的对比及场景选择

Question

在分布式系统领域，除了基于Redis的分布式锁，还有如Zookeeper等其他分布式协调技术也可用于实现分布式锁。请详细对比Redis分布式锁与Zookeeper实现分布式锁的原理、特点，并阐述在不同业务场景下应如何选择合适的技术？

Answer 1

Redis分布式锁原理

1. 基本原理：利用Redis的单线程特性，通过SETNX（SET if Not eXists）命令来尝试设置一个键值对。若键不存在，则设置成功，获取锁；若键已存在，则设置失败，获取锁失败。
2. 释放锁：通过DEL命令删除相应的键值对来释放锁。
3. 超时机制：为防止死锁，通常会给锁设置一个过期时间。

Zookeeper分布式锁原理

1. 基本原理：Zookeeper使用树形结构存储数据。客户端在锁节点下创建临时顺序节点，每个节点有唯一序号。序号最小的节点获取锁。
2. 监听机制：当持有锁的客户端释放锁（即临时节点被删除）时，Zookeeper会通知序号次小的客户端，使其获取锁。

特点对比

1. 性能
   • Redis：性能较高，基于内存操作，单线程处理，获取和释放锁速度快，适合高并发场景。
   • Zookeeper：性能相对低一些，因为涉及网络通信和节点维护，每次获取锁都要与Zookeeper集群交互。
2. 可靠性
   • Redis：单点Redis时可靠性低，若节点故障可能导致锁丢失。Redis集群模式下，由于异步复制，可能出现短暂数据不一致，存在锁丢失风险。
   • Zookeeper：可靠性高，采用过半节点投票机制，只要多数节点存活就能正常工作，且数据一致性有保障。
3. 实现复杂度
   • Redis：实现简单，通过基本命令即可完成。
   • Zookeeper：实现相对复杂，需处理节点创建、监听等逻辑。

业务场景选择

1. 高并发性能优先场景：如秒杀活动，对性能要求极高，可选择Redis分布式锁，利用其高性能满足大量并发请求。
2. 可靠性要求高场景：如金融交易等对数据一致性和可靠性要求极高的场景，Zookeeper分布式锁更合适，保证锁的可靠性和数据一致性。
3. 系统复杂度考虑：若系统对复杂度敏感，希望简单实现分布式锁，Redis是较好选择；若系统已使用Zookeeper进行其他协调工作，为减少技术栈，可选用Zookeeper实现分布式锁。