面试题答案
一键面试锁的获取与释放策略优化
- 减少锁的持有时间:
- 方案:在业务逻辑中,尽可能将大事务拆分成小事务,只在真正需要保护共享资源的关键代码段加锁。例如,原本一个包含复杂业务计算和数据库操作的事务加锁,可将计算部分移到锁外进行,只对数据库操作加锁。
- 原理:锁的持有时间越短,其他线程等待获取锁的时间就越短,从而提高系统整体的并发性能。
- 优化锁的获取重试机制:
- 方案:采用随机退避算法来重试获取锁。当获取锁失败时,不是立即重试,而是等待一个随机的时间间隔(例如10 - 100毫秒的随机值)后再重试。可以结合指数退避,随着重试次数增加,随机等待时间的上限也相应增加。
- 原理:避免大量线程同时重试获取锁,导致瞬间流量过大,进一步加剧锁竞争。随机退避使得线程重试时间分散,减轻系统压力。
- 使用批量操作:
- 方案:如果有多个相关的操作需要获取锁,可以考虑批量获取锁。例如,通过Lua脚本来一次性获取多个锁,减少与Redis的交互次数。
- 原理:减少网络通信开销,提高获取锁的效率。Redis执行Lua脚本是原子性的,能保证锁获取操作的原子性和一致性。
Redis部署架构优化
- 采用Redis Cluster集群模式:
- 方案:将Redis部署为Cluster模式,数据会分布在多个节点上。在获取锁时,可根据锁的名称进行哈希计算,将不同的锁分散到不同的节点上,避免单个节点锁竞争过于激烈。
- 原理:通过数据分片,将锁的压力分摊到多个节点,提高系统的并发处理能力。每个节点可以独立处理部分锁的获取和释放请求,减少单点锁竞争的瓶颈。
- 读写分离:
- 方案:在Redis主从架构中,对于读操作(如判断锁是否存在等)可以从从节点读取数据,主节点主要负责写操作(如获取锁和释放锁)。
- 原理:从节点分担读压力,减轻主节点负担,使主节点能更高效地处理锁的写操作,提高锁操作的整体性能。但需要注意从节点数据可能存在一定延迟,对于锁相关的读操作,要确保这种延迟不影响业务逻辑。
与MySQL交互方式优化
- 减少MySQL交互次数:
- 方案:在获取锁后,尽量在内存中批量处理数据,然后一次性写入MySQL。例如,将多个数据库插入操作合并为一个批量插入操作。
- 原理:减少与MySQL的网络交互次数,降低网络开销,提高操作效率。同时,减少了MySQL锁的持有时间,降低MySQL锁争用的可能性。
- 使用缓存同步机制:
- 方案:在Redis中缓存MySQL的部分数据,当获取锁进行数据操作时,先在Redis缓存中更新数据,然后通过异步机制(如消息队列)将数据同步到MySQL。这样可以减少在锁内直接与MySQL交互的时间。
- 原理:将部分操作转移到Redis缓存中,利用Redis的高性能,减少锁内等待MySQL响应的时间,提高系统并发性能。异步同步机制确保最终数据一致性,不会因为缓存更新和数据库更新的时间差而导致数据不一致问题。