面試連環炮系列（一）：如何保證Redis高可用和高並發

1. 如何保證Redis高可用和高並發?
   Redis主從架構，一主多從，可以滿足高可用和高並發。出現實例宕機自動進行主備切換，配置讀寫分離緩解Master讀寫壓力。

2. Redis高可用方案具體怎么實施？
   使用官方推薦的哨兵(sentinel)機制就能實現，當主節點出現故障時，由Sentinel自動完成故障發現和轉移，並通知應用方，實現高可用性。它有四個主要功能：

   • 集群監控，負責監控redis master和slave進程是否正常工作。
   • 消息通知，如果某個redis實例有故障，那么哨兵負責發送消息作為報警通知給管理員。
   • 故障轉移，如果master node掛掉了，會自動轉移到slave node上。
   • 配置中心，如果故障轉移發生了，通知client客戶端新的master地址。

3. 你能說說Redis哨兵機制的原理嗎？
   通過sentinel模式啟動redis后，自動監控master/slave的運行狀態，基本原理是：心跳機制+投票裁決。每個sentinel會向其它sentinal、master、slave定時發送消息，以確認對方是否活着，如果發現對方在指定時間內未回應，則暫時認為對方宕機。若哨兵群中的多數sentinel都報告某一master沒響應，系統才認為該master真正宕機，通過Raft投票算法，從剩下的slave節點中，選一台提升為master，然后自動修改相關配置。

4. 部署Redis哨兵要注意哪些問題？
   哨兵至少需要3個實例，來保證自己的健壯性。

5. Redis主從架構數據會丟失嗎，為什么？
   有兩種數據丟失的情況：

   1. 異步復制導致的數據丟失：因為master -> slave的復制是異步的，所以可能有部分數據還沒復制到slave，master就宕機了，此時這些部分數據就丟失了。
   2. 腦裂導致的數據丟失：某個master所在機器突然脫離了正常的網絡，跟其他slave機器不能連接，但是實際上master還運行着，此時哨兵可能就會認為master宕機了，然后開啟選舉，將其他slave切換成了master。這個時候，集群里就會有兩個master，也就是所謂的腦裂。此時雖然某個slave被切換成了master，但是可能client還沒來得及切換到新的master，還繼續寫向舊master的數據可能也丟失了。因此舊master再次恢復的時候，會被作為一個slave掛到新的master上去，自己的數據會清空，重新從新的master復制數據。

6. Redis主從復制的工作原理？

   1. 一個Slave實例，無論是第一次連接還是重連到Master，它都會發出一個SYNC命令；
   2. 當Master收到SYNC命令之后，會做兩件事：(a) Master執行BGSAVE，即在后台保存數據到磁盤（rdb快照文件）；(b) Master同時將新收到的寫入和修改數據集的命令存入緩沖區（非查詢類）；
   3. 當Master在后台把數據保存到快照文件完成之后，Master會把這個快照文件傳送給Slave，而Slave則把內存清空后，加載該文件到內存中；
   4. 而Master也會把此前收集到緩沖區中的命令，通過Reids命令協議形式轉發給Slave，Slave執行這些命令，實現和Master的同步；
   5. Master/Slave此后會不斷通過異步方式進行命令的同步，達到最終數據的同步一致；

7. 由於主從延遲導致讀取到過期數據怎么處理？

   1. 通過scan命令掃庫：當redis中的key被scan的時候，相當於訪問了該key，同樣也會做過期檢測，充分發揮redis惰性刪除的策略。這個方法能大大降低了臟數據讀取的概率，但缺點也比較明顯，會造成一定的數據庫壓力，否則影響線上業務的效率。
   2. redis加入了一個新特性來解決主從不一致導致讀取到過期數據問題，增加了key是否過期以及對主從庫的判斷，如果key已過期，當前訪問的master則返回null；當前訪問的是從庫，且執行的是只讀命令也返回null。

8. Redis Key的過期策略有哪些？

   1. 惰性刪除：當讀/寫一個已經過期的key時，會觸發惰性刪除策略，直接刪除掉這個過期key，很明顯，這是被動的。
   2. 定期刪除：由於惰性刪除策略無法保證冷數據被及時刪掉，所以 redis 會定期主動淘汰一批已過期的key。
   3. 主動刪除：當前已用內存超過maxMemory限定時，觸發主動清理策略。主動設置的前提是設置了maxMemory的值。

參考文章：

https://www.jianshu.com/p/d8ed8de5b1fa
https://my.oschina.net/u/3023401/blog/2208181
https://www.cnblogs.com/leeSmall/p/8398401.html
https://blog.csdn.net/ssllkkyyaa/article/details/84107474
https://www.cnblogs.com/itdragon/p/7932178.html

雞湯：人生旅途上，橫豎都是路，苦辣酸甜都要嘗。任何經歷都是一種積累，經歷的多生命有長度，經歷的廣生命有厚度。