Redis面试深度解析：主从复制、集群模式与分布式锁设计

"Redis面试专题，涵盖了Redis与Memcached的区别，Redis主从复制及集群模式的实现，键的寻址方式，以及分布式锁的设计与实现，对比了Redis和Zookeeper作为分布式锁的区别。" Redis是一种高性能的键值数据库，常用于缓存和消息中间件，而Memcached则主要专注于简单的键值对存储。两者的主要区别在于： 1. 数据结构：Redis支持更丰富的数据结构，如字符串、哈希、列表、集合和有序集合，而Memcached仅支持基本的键值对存储。 2. 内存管理：Redis可以使用虚拟内存，并提供持久化选项（RDB和AOF），确保数据在系统重启后仍可恢复。Memcached不支持持久化，数据易丢失。 3. 并发性能：在高并发场景下，Redis的单线程模型由于避免了线程上下文切换和竞态条件，有时其性能会优于多线程的Memcached。 Redis的主从复制通过以下步骤实现： 1. 主节点生成数据快照并发送给从节点。 2. 从节点接收快照并加载到内存。 3. 主节点随后发送增量的命令日志（Redis的RDB或AOF）到从节点，从节点重放这些命令以保持数据同步。 Redis的集群模式通常采用分片策略，包括客户端分片、基于代理的分片（如Twemproxy和Codis）以及路由查询分片（如Redis-Cluster）。Redis-Cluster通过虚拟槽（16384个槽位）进行数据分布，每个主节点负责一部分槽位，从而实现数据的自动分发和透明化访问。 在Redis中设计分布式锁，一般遵循以下步骤： 1. 使用`SETNX`命令尝试设置键，同时附带超时时间（例如t1）。 2. 其他线程通过`GET`检查键的超时时间，如果已过期，则可尝试获取锁。 3. 使用`GETSET`更新超时时间（t2），确保锁不会因意外过期而释放。 使用Zookeeper也能实现分布式锁，但原理不同。Zookeeper提供强一致性保证，通过创建临时节点和监视节点变更来实现锁的获取和释放。相比于Redis，Zookeeper的锁实现更为复杂，但其提供的分布式协调能力更强，适用于更广泛的分布式场景。Redis的分布式锁更简单易用，但在高可用性和分布式协调方面不如Zookeeper。 Redis和Zookeeper在分布式锁实现上有各自的优缺点，选择哪种取决于具体应用需求和系统架构。