面试题：Redis限流熔断对业务的影响及恢复策略设计

Question

假设你正在开发一个高并发的电商秒杀系统，使用Redis实现限流熔断机制。当熔断触发后，如何设计一个合理的恢复策略，既能保证系统稳定，又能最大程度减少对业务的影响？请详细说明恢复过程中Redis数据结构的使用和操作逻辑。

Answer 1

恢复策略设计

1. 固定时间窗口恢复：设定一个固定的时间窗口，比如5分钟。在熔断触发后，开始计时，当时间达到设定窗口时，尝试恢复系统。
2. 试探性恢复：以较小的流量逐步试探系统是否恢复正常。例如，先允许10%的正常流量进入，观察系统的响应情况。如果系统运行正常，逐步增加流量比例，如每次增加10%，直到恢复到正常流量水平。

Redis数据结构使用和操作逻辑

1. 使用Redis的String类型记录熔断状态：
   • 可以使用一个键值对，例如 seckill_fuse_status，值为 0 表示未熔断，1 表示熔断。
   • 当熔断触发时，通过 SET seckill_fuse_status 1 来设置熔断状态。
2. 使用Redis的Hash类型记录试探性恢复的流量比例：
   • 创建一个Hash，键为 seckill_recovery_ratio。
   • 可以设置字段如 current_ratio 来记录当前试探的流量比例，初始值设为10% 对应的数值（如0.1）。
   • 当需要调整流量比例时，通过 HSET seckill_recovery_ratio current_ratio 0.2 （假设要调整到20%）来更新。
3. 使用Redis的Sorted Set类型记录请求时间戳：
   • 创建一个Sorted Set，键为 seckill_request_timestamps。
   • 在试探性恢复阶段，每次请求进来，将当前时间戳作为分数，请求标识作为成员添加到Sorted Set中，如 ZADD seckill_request_timestamps <timestamp> <request_id>。
   • 可以通过计算一定时间内（如1分钟）的请求数量，与当前设定的流量比例允许的请求数量进行比较。例如，假设当前流量比例允许1分钟内100个请求，通过 ZCARD seckill_request_timestamps 获取1分钟内的请求数量，如果超过100，说明流量过大，暂停增加流量比例。
4. 恢复过程操作逻辑：
   • 固定时间窗口恢复：
     • 在达到设定的时间窗口后，通过 SET seckill_fuse_status 0 将熔断状态设置为未熔断。
     • 同时，清理相关的试探性恢复的Redis数据（如Hash和Sorted Set），因为系统已进入正常运行状态。
   • 试探性恢复：
     • 当时间窗口到达后，先将流量比例设置为初始试探值（如10%），即 HSET seckill_recovery_ratio current_ratio 0.1。
     • 每次请求进入时，先检查 seckill_fuse_status 是否为 0，如果是则允许请求进入。同时将请求时间戳添加到 seckill_request_timestamps。
     • 定时（如每分钟）检查 seckill_request_timestamps 中的请求数量是否超过当前流量比例允许的数量。如果未超过，且系统运行正常（如响应时间在合理范围内），则通过 HINCRBYFLOAT seckill_recovery_ratio current_ratio 0.1 增加流量比例。如果超过或者系统运行异常，则保持当前流量比例不变，继续观察。