《【面试突击】— Redis篇》-- Redis哨兵原理及持久化机制

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《【面试突击】— Redis篇》-- Redis哨兵原理及持久化机制

在这个系列里，我会整理一些面试题与你们分享，帮助年后和我同样想要在金三银四准备跳槽的同窗。
咱们一块儿巩固、突击面试官常问的一些面试题，加油！！

《【面试突击】— Redis篇》--Redis数据类型？适用于哪些场景？

《【面试突击】— Redis篇》--Redis的线程模型了解吗？为啥单线程效率还这么高？

《【面试突击】— Redis篇》-- Redis的主从复制？哨兵机制？

前两次由于时间缘由面试官暂时停止了面试，以为上次你对redis的主从复制，哨兵机制的知识掌握的还能够，因而今天面试官想看看你到底对Redis了解有多深，又加大了攻势，你准备好了吗？

上次由于时间问题面试草草收场今天我还有几个哨兵的问题要问。首先说一下Redis Sentinel是怎么工做的？重点描述一下故障转移的过程

好的。

1)每一个Sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的Master，Slave以及其余 Sentinel 实例发送一个 PING 命令。

2)若是一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被当前 Sentinel 标记为主观下线。

3)若是一个Master被标记为主观下线，则正在监视这个Master的全部 Sentinel 要以每秒一次的频率确认Master的确进入了主观下线状态。

4)当有足够数量的 Sentinel（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master的确进入了主观下线状态， 则Master会被标记为客观下线 。

5)当Master被 Sentinel 标记为客观下线时，Sentinel 向下线的 Master 的全部 Slave 发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改成每秒一次 （在通常状况下， 每一个 Sentinel 会以每 10 秒一次的频率向它已知的全部Master，Slave发送 INFO 命令 ）。

6)若没有足够数量的 Sentinel 赞成 Master 已经下线， Master 的客观下线状态就会变成主观下线。 若 Master 从新向 Sentinel 的 PING 命令返回有效回复， Master 的主观下线状态就会被移除。

7）sentinel节点会与其余sentinel节点进行“沟通”，投票选举一个sentinel节点进行故障处理，在从节点中选取一个主节点，其余从节点挂载到新的主节点上自动复制新主节点的数据。

故障转移时会从剩下的slave选举一个新的master，被选举为master的标准是什么？

若是一个master被认为odown了，并且majority哨兵都容许了主备切换，那么某个哨兵就会执行主备切换操做，此时首先要选举一个slave来，会考虑slave的一些信息。
（1）跟master断开链接的时长。
若是一个slave跟master断开链接已经超过了down-after-milliseconds的10倍，外加master宕机的时长，那么slave就被认为不适合选举为master.

( down-after-milliseconds * 10) + milliseconds_since_master_is_in_SDOWN_state

（2）slave优先级。
按照slave优先级进行排序，slave priority越低，优先级就越高

（3）复制offset。
若是slave priority相同，那么看replica offset，哪一个slave复制了越多的数据，offset越靠后，优先级就越高

（4）run id
若是上面两个条件都相同，那么选择一个run id比较小的那个slave

执行切换的那个哨兵在完成故障转移后会作什么？

会进行configuraiton配置信息传播。

哨兵完成切换以后，会在本身本地更新生成最新的master配置，而后经过pub/sub消息机制同步给其余的哨兵。

同步配置的时候其余哨兵根据什么更新本身的配置呢？

执行切换的那个哨兵，会从要切换到的新master（salve->master）那里获得一个configuration epoch，这就是一个version号，每次切换的version号都必须是惟一的。

若是第一个选举出的哨兵切换失败了，那么其余哨兵，会等待failover-timeout时间，而后接替继续执行切换，此时会从新获取一个新的configuration epoch 做为新的version号。

这个version号就很重要了，由于各类消息都是经过一个channel去发布和监听的，因此一个哨兵完成一次新的切换以后，新的master配置是跟着新的version号的，其余的哨兵都是根据版本号的大小来更新本身的master配置的。

好，上次哨兵的问题暂时就到这吧，接下来讲说redis的持久化方面的问题吧。首先，生产上Redis要不要持久化？若是要，说说为何须要，或者说持久化对生产系统的意义何在？

要。

redis持久化主要是作灾难恢复，数据恢复，也能够归类到高可用的范畴。

好比Redis整个挂了，致使Redis不可用了，这时候首先要作的事情是让Redis尽快变得可用。那么就会去重启Redis，尽快让它对外提供服务。可是若是没作持久化没有数据备份，这个时候Redis启动了，也不可用啊，数据都没了！

这时候极可能，大量的请求过来，在缓存所有没法命中，这个时候就死定了，可能会致使缓存雪崩问题，全部的请求，没有在Redis命中，就会去数据库中去找，数据库一会儿承接高并发，而后就挂了。数据库挂掉，你都无法去找数据恢复到redis里面去。

Redis持久化机制有哪些？

Redis有两种持久化机制，AOF和RDB。

AOF，记录每次写请求的命令，以追加的方式在文件尾部追加，直接在尾部追加，效率比较高。
对于操做系统来讲，不是每次写都直接写到磁盘，操做系统本身会有一层cache，redis写磁盘的数据会先缓存在os cache里，redis每隔1秒调用一次操做系统的fsync操做，强制将os cache中的数据刷入AOF文件中。

当redis重启的时候，就把AOF中记录的命令从新执行一遍就能够了，可是若是文件很大的话，执行会耗费较多的时间，对于数据恢复来讲耗时会多一点。

RDB，是快照文件，每隔必定时间将redis内存中的数据生成一份完整的RDB快照文件，当redis重启的时候直接加载数据便可，一样的数据比AOF恢复的要快。

说说这两种持久化机制各自的特色、优缺点吧

好的。
RDB的优势
第一点就是他会生成多个数据文件，每一个数据文件都表明了某一时刻redis中的数据，很是适合作冷备。
第二点，RDB持久化机制对redis对外提供的读写服务影响很是小，可让redis保持高性能，由于redis主进程只须要fork一个子进程，让子进程执行磁盘IO操做来进行RDB持久化便可。
第三点，相对于AOF持久化机制来讲，直接基于RDB数据文件来重启和恢复redis进程，更加快速。

AOF，存放的指令日志，作数据恢复的时候，实际上是要回放和执行全部的指令日志，来恢复出来内存中的全部数据的。

RDB，就是一份数据文件，恢复的时候，直接加载到内存中便可。

RBD的缺点
1）故障时可能数据丢失的比AOF要多。
通常来讲，RDB数据快照文件，都是每隔5分钟或者更长时间生成一次，这个时候一旦redis进程宕机，那么会丢失最近5分钟的数据。

这个问题，也是rdb最大的缺点，就是不适合作第一优先的恢复方案，若是你依赖RDB作第一优先恢复方案，会致使数据丢失的比较多

2）RDB每次在fork子进程来执行RDB快照数据文件生成的时候，若是数据文件特别大，可能会致使对客户端提供的服务暂停数毫秒，或者甚至数秒。

因此通常不要让RDB的间隔太长，不然每次生成的RDB文件太大了，对redis自己的性能可能会有影响的。

AOF的优势

1）AOF能够更好的保护数据不丢失
通常AOF会每隔1秒，经过一个后台线程执行一次fsync操做，最多丢失1秒钟的数据。

每隔1秒，就执行一次fsync操做，保证os cache中的数据写入磁盘中。
redis进程挂了，最多丢掉1秒钟的数据.

2）AOF持久化性能高
AOF日志文件以append-only模式写入，因此没有任何磁盘寻址的开销，写入性能很是高，并且文件不容易破损，即便文件尾部破损，也很容易修复。

3）AOF日志文件即便过大的时候，出现后台重写操做，也不会影响客户端的读写。
由于在rewrite log的时候，会对其中的指令进行压缩，建立出一份须要恢复数据的最小日志出来。再建立新日志文件的时候，老的日志文件仍是照常写入。当新的merge后的日志文件ready的时候，再交换新老日志文件便可。

4）AOF日志文件的命令经过很是可读的方式进行记录，这个特性很是适合作灾难性的误删除的紧急恢复。

好比某人不当心用flushall命令清空了全部数据，只要这个时候后台rewrite尚未发生，那么就能够当即拷贝AOF文件，将最后一条flushall命令给删了，而后再将该AOF文件放回去，就能够经过恢复机制，自动恢复全部数据。

AOF的缺点

（1）对于同一份数据来讲，AOF日志文件一般比RDB数据快照文件更大

（2）AOF开启后，支持的写QPS会比RDB支持的写QPS低，由于AOF通常会配置成每秒fsync一第二天志文件，固然，每秒一次fsync，性能也仍是很高的。

若是你要保证一条数据都不丢，也是能够的，AOF的fsync设置成没写入一条数据，fsync一次，可是那样致使redis的QPS大幅度降低。

（3）之前AOF发生过bug，就是经过AOF记录的日志，进行数据恢复的时候，没有恢复如出一辙的数据出来。

因此说，相似AOF这种较为复杂的基于命令日志/merge/回放的方式，比基于RDB每次持久化一份完整的数据快照文件的方式，更加脆弱一些，容易有bug。

 

不过AOF就是为了不rewrite过程致使的bug，所以每次rewrite并非基于旧的指令日志进行merge的，而是基于当时内存中的数据进行指令的从新构建，这样健壮性会好不少。

（4）惟一的比较大的缺点，其实就是作数据恢复的时候，会比较慢，作冷备不太合适。

你刚才提到冷备，那你具体说说为啥AOF不适合RDB适合？

其实两个均可以作，只不过RDB更适合。

RDB能够作冷备，是由于它会生成多个文件，每一个文件都表明了某一个时刻的完整的数据快照，咱们能够将这种完整的数据文件发送到一些远程的安全存储上去，好比能够是阿里云的ODPS分布式存储上，以预约好的备份策略来按期备份redis中的数据。

AOF也能够作冷备，只不过它只有一个文件，可是咱们能够去本身写程序，每隔必定时间，去copy一份这个文件出来。

RDB作冷备，优点在于由redis去控制固定时长生成快照文件的事情，比较方便，而 AOF，还须要咱们本身写一些脚本去作这个事情，各类定时，比较麻烦。

RDB数据作冷备，在最坏的状况下，提供数据恢复的时候，速度比AOF快。

说了那么多AOF和RDB，那么生产系统对于这俩持久化机制到底该如何选择呢？

至于，RDB和AOF到底该如何选择，我以为两种都选择，

1）不要仅仅使用RDB，由于那样会致使你丢失不少数据。

2）也不要仅仅使用AOF，由于那样有两个问题，

• 第一，你经过AOF作冷备，没有RDB作冷备，来的恢复速度更快;
• 第二，RDB每次简单粗暴生成数据快照，更加健壮，能够避免AOF这种复杂的备份和恢复机制的bug。

3）综合使用AOF和RDB两种持久化机制，用AOF来保证数据不丢失，做为数据恢复的第一选择; 用RDB来作不一样程度的冷备，在AOF文件都丢失或损坏不可用的时候，还可使用RDB来进行快速的数据恢复，做为数据恢复的最后一道防线。

好，今天就到这里，下次咱们继续聊

终于结束了。

其实若是你的简历上写了掌握Redis，那么若是面试官也比较精通Redis的话，他就会抓住你这一个Redis从浅入深的一直追着问，看看你到底对Redis了解多少，是否是平时本身真的积累过这些知识，是否是比别人要懂得多一点，通过一层一层的深挖，看看你能过几关。相对于其余竞争者可能几个回合就招架不住了，你要是能多战几个回合，面试官对你的印象也会越深，你的机会也就越大。

若是说就redis问你几个基础的问题，那面试官要么对redis了解很少，要么就看中了你简历中的其余亮点。

本系列文章在于面试突击，不是教程，要是细挖能讲好多，而面试你只须要把这个原理说出来就好了，若是边讲边画图那就更好了。该系列文章在于快速突击，快速拾遗，温习。