redis集羣面試題

1、介紹下redis集羣
redis集羣分爲3種模式。主從複製，sentinel模式，cluster模式。主從複製沒有解決主服務器宕機的問題及主服務器壓力過大的問題，sentinel模式沒有解決主服務器壓力過大的問題，cluster不存在這兩種問題。
2、主從複製是如何實現數據一致性的？
通過複製功能實現一致性。複製分爲同步和命令傳播。
同步：
1、從服務器發送同步命令
2、主服務器在後臺生成rdb文件，並用緩衝區記錄當前所有執行的命令
3、rdb文件生成成功，發送rdb文件給從服務器。
4、主服務器發送緩衝區保存的寫命令。
命令傳播：
主服務器會將自己執行的寫命令發送到從服務器
3、斷線複製和初次複製有什麼不一樣
初次複製採用完整重同步，斷線複製採用部分重同步。
完整重同步即2問。
部分重同步功能由3個部分構成：
複製積壓緩衝區、主從服務器的複製偏移量，服務器運行ID
執行復制的兩臺服務器會分別維護一個複製偏移量，主服務器每次傳播N個字節，主服務器偏移量加N,從服務器收到N個字節數據，偏移量加N。通過偏移量可以判斷服務器數據是否一致。
複製積壓緩衝區長度固定先進先出隊列，默認大小1MB。
iD記錄上一次複製的主服務器的運行ID。
斷線複製在斷線時間過久不合適。
4、講一下複製的過程
1、設置主服務器地址與端口
2、建立套接字連接
3、發送ping命令
4、身份驗證
5、發送自己的監聽端口信息
6、同步
7、命令傳播
5、心跳檢測
在命令傳播階段，從服務器默認每秒一次向主服務器發送命令：replconf ack < replication_offset >
replication_offset:複製偏移量。
當主服務器檢測到複製偏移量與少於自己的偏移量時，就會在複製積壓緩衝區裏找到從服務器缺少的數據。
6、有一個或多個哨兵組成的sentinel系統可以監視任意多個主服務器及其從屬服務器，監視主服務器進入下線狀態並升級從服務器
sentinel本質是一個運行在特殊模式下的redis服務器
7、sentinel是如何實現故障轉移的？
sentinel 從主服務器的下屬服務器選擇一個從服務器作爲新的主服務器。
向其他的所有從服務器發送新的複製指令
監視已下線的主服務器，重新上線時變爲從屬服務器
8、sentinel與服務器的通信
創建兩個異步連接：
命令連接，向服務器發送命令，接收回復
訂閱連接，訂閱服務器的_sentinel_:hello頻道。
sentinel會以每十秒一次的頻率向服務器發送info命令，分析回覆，獲取服務器信息。
9、爲什麼是兩個連接？
爲了不丟失訂閱頻道的信息和向服務器發送命令
10、sentinel系統如何通信？
通過每2秒向向_sentinel_:hello頻道（redis服務器）推送sentinel本身的信息。其他的sentinel會收到信息，然後更新對其他sentinel對發送消息的sentinel的認知。在添加新的sentinel時，通過頻道信息添加一個新的sentinel進入系統。同時sentinel直接也會有命令連接，無訂閱連接，訂了主從服務器，更新哨兵信息。
11、怎麼檢測下線狀態？
1、在默認情況下sentinel會以每秒一次的頻率向所有與它創建了命令連接的實例發送ping命令，並通過返回結構判斷是否下線。
2、如果主服務器下線，sentinel會向其他sentinel發送命令進行詢問，當接收到足夠數量的確認下線判斷後。纔會對主服務器進行故障轉移。
故障轉移
1、sentinel協商選舉領頭sentinel
2、在從服務器中選一個將其轉換爲主服務器
3、讓其他從服務器改爲複製新的主服務器
4、將已下線的主服務器設置爲從服務器。當其上線後變成從服務器
集羣怎麼建立
集羣通過分片來進行數據共享，並提供複製和故障轉移功能
通過客服端向服務端發送cluster meet ip port命令建立集羣。
槽指派
redis集羣通過槽指派來保存鍵值對。集羣的整個數據庫分爲16384個槽，每個鍵都屬於一個槽，每個節點可以處理0個或者最多16384個槽。當16384個槽都有節點在處理時集羣上線，否則集羣下線。
集羣節點只能使用0號數據庫，而單機服務器沒有限制
集羣故障轉移
集羣節點分爲主節點和從節點，主節點用於處理槽，從節點複製主節點，當主節點下線後，從節點代替下線主節點繼續處理命令。
故障檢測
定期向其他節點發送ping命令。（半數以上節點認爲某個節點下線纔會標記爲下線，並廣播關於主節點下線消息）
領頭選舉
1、發現主節點下線的從節點向所有具有選舉權的節點發送投票信息，要求其向自己投票。
2、若主節點未投給其他節點（當前紀元）。則投給該從節點，紀元增加。
3、當一個配置紀元內超過半數選舉該從節點，則從節點成爲主節點。否則進入下一配置紀元繼續選舉。