Redis集群面试题

001怎么实现Redis的高可用？

我们在项目中使用Redis，肯定不会是单点部署Redis服务的。因为，单点部署一旦宕机，就不可用了。为了实现高可用，通常的做法是，将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上，其中一台挂了也可以继续提供服务。Redis 实现高可用有三种部署模式：主从模式，哨兵模式，集群模式。

002Redis主从复制的原理？

主从模式中Redis部署了多台机器，有负责读写操作主节点和只负责读操作从节点，从节点的数据来自主节点，实现原理就是主从复制机制。主从复制包括全量复制，增量复制两种。一般当slave第一次启动连接master，或者认为是第一次连接，就采用全量复制，全量复制流程如下：

1.slave发送sync命令到master。
2.master接收到SYNC命令后，执行bgsave命令，生成RDB全量文件。
3.master使用缓冲区，记录RDB快照生成期间的所有写命令。
4.master执行完bgsave后，向所有slave发送RDB快照文件。
5.slave收到RDB快照文件后，载入、解析收到的快照。
6.master使用缓冲区，记录RDB同步期间生成的所有写的命令。
7.master快照发送完毕后，开始向slave发送缓冲区中的写命令;
8.salve接受命令请求，并执行来自master缓冲区的写命令
redis2.8版本之后，已经使用psync来替代sync，因为sync命令非常消耗系统资源，psync的效率更高。

slave与master全量同步之后，master上的数据，如果再次发生更新，就会触发增量复制。
当master节点发生数据增减时，就会触发replicationFeedSalves()函数，接下来在 Master节点上调用的每一个命令会使用replicationFeedSlaves()来同步到Slave节点。执行此函数之前呢，master节点会判断用户执行的命令是否有数据更新，如果有数据更新的话，并且slave节点不为空，就会执行此函数。这个函数作用就是：把用户执行的命令发送到所有的slave节点，让slave节点执行。流程如下：

003什么是哨兵机制?

Redis的哨兵(sentinel) 系统用于管理多个 Redis 服务器,该系统执行以下三个任务:
1)监控(Monitoring): 哨兵(sentinel) 会不断地检查你的Master和Slave是否运作正常。
2)提醒(Notification):当被监控的某个 Redis出现问题时, 哨兵(sentinel) 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
3)自动故障迁移(Automatic failover):当一个Master不能正常工作时，哨兵(sentinel) 会开始一次自动故障迁移操作,它会将失效Master的其中一个Slave升级为新的Master, 并让失效Master的其他Slave改为复制新的Master; 当客户端试图连接失效的Master时,集群也会向客户端返回新Master的地址,使得集群可以使用Master代替失效Master。

004哨兵机制的作用？

监控主数据库和从数据库是否正常运行。
主数据库出现故障时，可以自动将从数据库转换为主数据库，实现自动切换。

005哨兵机制(sentinel)的高可用是如何实现？

当主节点出现故障时，由Redis Sentinel自动完成故障发现和转移，并通知应用方，实现高可用性。
其实整个过程只需要一个哨兵节点来完成，首先使用Raft算法（选举算法）实现选举机制，选出一个哨兵节点来完成转移和通知

006哨兵核心点？

1)哨兵集群至少要 3 个节点，来确保自己的健壮性
2)redis主从 + sentinel的架构，是不会保证数据的零丢失的，它是为了保证redis集群的高可用.

007Redis哨兵主备切换的时候会有数据丢失问题吗？

会有，主要考虑下面两种情况。
1)主从异步复制导致的数据丢失：redis master 和slave 数据复制是异步的，这样就有可能会出现部分数据还没有复制到slave中，master就挂掉了，那么这部分的数据就会丢失了
2)脑裂导致的数据丢失：脑裂其实就是网络分区导致的现象，比如，我们的master机器网络突然不正常了发生了网络分区，和其他的slave机器不能正常通信了，其实master并没有挂还活着好好的呢，但是哨兵可不是吃闲饭的啊，它会认为master挂掉了啊，那么问题来了，client可能还在继续写master的呀，还没来得及更新到新的master呢，那这部分数据就会丢失。

008slave 到master 选举算法？

如果一个master被认为宕机了，而且majority多数哨兵都允许了主备切换，那么某个哨兵就会执行主备切换操作，此时首先要选举一个slave来，主要通过下面几个步骤
1)slave跟master断开连接的时长（断开时间越短优先级越高）
2)slave优先级（在配置文件中的配置，slave priority越低，优先级就越高。）
3)复制offset（哪个slave复制了越多的数据，offset越靠后，优先级就越高。）
4)run id（如果上面两个条件都相同，那么选择一个run id比较小的那个slave）

009介绍下Redis Cluster？

redis从3.0开始支持集群功能。redis集群采用无中心节点方式实现，无需proxy代理，客户端直接与redis集群的每个节点连接，根据同样的hash算法计算出key对应的slot，然后直接在slot对应的redis节点上执行命令。在redis看来，响应时间是最苛刻的条件，增加一层带来的开销是redis不能接受的。因此，redis实现了客户端对节点的直接访问，为了去中心化，节点之间通过gossip协议交换互相的状态，以及探测新加入的节点信息。redis集群支持动态加入节点，动态迁移slot，以及自动故障转移。