面试题：Redis读写锁分离在缓存更新场景中的应用

Question

在一个以Redis作为缓存的应用中，频繁进行数据读取和偶尔的缓存更新操作。请描述如何应用Redis读写锁分离来优化这个场景，确保数据一致性和高并发性能，并且说明读写锁的获取与释放流程。

Answer 1

应用Redis读写锁分离优化场景

1. 读锁使用：在进行数据读取操作时，获取读锁。读锁允许多个读操作同时进行，因为读操作不会修改数据，不会导致数据不一致问题。这样可以大大提高高并发场景下的读性能。例如，使用Redis的SETNX命令来实现简单的读锁机制，当一个读操作请求到达时，尝试使用SETNX设置一个代表读锁的键值对，如果设置成功，表示获取到读锁，进行读操作；若设置失败，表示已有其他读操作或写操作持有锁，等待重试。
2. 写锁使用：对于偶尔的缓存更新操作，获取写锁。写锁只允许一个写操作进行，因为写操作会修改数据，为了确保数据一致性，同一时间只能有一个写操作。同样可以使用SETNX设置代表写锁的键值对，获取写锁成功后进行写操作，操作完成后释放锁。由于写操作偶尔发生，这种方式不会对整体性能产生太大影响。

读写锁获取与释放流程

1. 读锁获取流程：
   • 客户端发送获取读锁请求。
   • 使用SETNX命令尝试设置读锁键值对，例如SETNX read_lock 1。
   • 如果设置成功，获取读锁，执行读操作。
   • 如果设置失败，等待一段时间（如100毫秒）后重试，直到获取到读锁或达到最大重试次数。
2. 读锁释放流程：
   • 读操作完成后，使用DEL命令删除读锁键值对，即DEL read_lock，释放读锁。
3. 写锁获取流程：
   • 客户端发送获取写锁请求。
   • 使用SETNX命令尝试设置写锁键值对，如SETNX write_lock 1。
   • 如果设置成功，获取写锁，执行写操作。
   • 如果设置失败，等待一段时间（如100毫秒）后重试，直到获取到写锁或达到最大重试次数。
4. 写锁释放流程：
   • 写操作完成后，使用DEL命令删除写锁键值对，即DEL write_lock，释放写锁。