面试题：Redis读写锁分离场景下锁状态的持久化设计

Question

在使用Redis进行读写锁分离时，考虑到系统崩溃或重启等情况，如何设计锁状态的持久化方案，以保证重启后锁状态能够正确恢复，同时尽量减少对性能的影响，请详细描述你的设计思路及涉及到的Redis命令等。

Answer 1

1. 设计思路
   • 选择持久化数据结构：使用Redis的Hash数据结构来存储锁的状态。Hash结构可以方便地存储多个字段 - 值对，对于每个锁，可以用锁的名称作为Hash的key，锁的相关状态信息（如是否锁定、持有锁的客户端标识等）作为字段 - 值对。
   • 持久化策略：结合Redis的RDB（Redis Database）和AOF（Append - Only File）持久化机制。RDB适合做全量备份，在系统崩溃重启时能快速恢复数据；AOF则以日志形式记录写操作，保证数据的完整性。同时，可以适当调整AOF的刷盘策略，在保证数据安全性的同时减少对性能的影响。例如，采用 everysec 策略，每秒将缓冲区的数据写入AOF文件。
   • 锁状态更新与持久化的一致性：在更新锁状态时，要确保更新操作和持久化操作的原子性。可以使用Redis的事务（MULTI、EXEC）来保证这一点，确保在系统崩溃时，锁状态要么完全更新并持久化，要么保持原状态。
2. 涉及到的Redis命令
   • Hash操作命令：
     • 设置锁状态：使用 HSET 命令，例如要设置名为 myLock 的锁为锁定状态，并记录持有锁的客户端标识为 client1，命令如下：

       HSET myLock status locked
       HSET myLock client client1
       

     • 获取锁状态：使用 HGETALL 命令获取锁的所有状态信息，如：

       HGETALL myLock
       

   • 事务相关命令：
     • 开启事务：MULTI
     • 执行事务：EXEC
     • 例如，在更新锁状态时使用事务保证原子性：

       MULTI
       HSET myLock status unlocked
       HDEL myLock client
       EXEC
       

   • 持久化相关配置：
     • RDB配置：在 redis.conf 文件中，可以通过配置 save 参数来控制RDB的生成时机，如 save 900 1 表示900秒内如果有1个写操作，就生成一个新的RDB文件。
     • AOF配置：在 redis.conf 文件中，通过 appendfsync 参数配置AOF刷盘策略，如 appendfsync everysec。