面试题：在高并发场景下，若RDB持久化出现故障，如何进行快速恢复并保证数据的完整性和一致性？

Question

当Redis处于高并发写入状态，突然发生故障导致RDB持久化数据损坏或丢失，在这种极端情况下，设计一套完整的方案，确保能够快速恢复数据，同时最大程度保证恢复后数据的完整性与一致性，需要考虑系统资源的合理利用以及对业务正常运行的最小影响。请阐述方案设计思路及具体实现步骤。

Answer 1

方案设计思路

1. 数据备份策略：除了RDB持久化，启用AOF（Append Only File）持久化作为补充。AOF以日志形式记录写操作，即使RDB数据损坏，AOF能最大程度还原故障前数据。
2. 故障检测与切换：建立监控机制，及时发现Redis故障。当检测到RDB数据损坏，快速切换到备用恢复方案。
3. 数据恢复流程：优先尝试从AOF文件恢复数据，若AOF也有问题，结合最近一次可用RDB备份和后续AOF增量日志（如果有）进行恢复。
4. 资源管理：在恢复过程中，合理分配系统资源，避免对其他业务造成过大影响。比如控制恢复时的I/O和CPU占用。
5. 业务影响最小化：在恢复期间，可根据业务特性，采用读写分离、降级部分非关键业务等手段，确保核心业务正常运行。

具体实现步骤

1. 启用AOF持久化：
   • 在Redis配置文件（redis.conf）中，将appendonly参数设置为yes，开启AOF持久化。
   • 配置appendfsync参数，根据业务需求选择合适的刷盘策略，如always（每次写操作都刷盘，数据安全性高但性能略低）、everysec（每秒刷盘，兼顾性能和数据安全）、no（由操作系统决定刷盘时机，性能最高但数据安全性低）。
2. 故障检测：
   • 使用监控工具如Prometheus + Grafana来监控Redis的运行状态，设置关键指标（如内存使用、命令执行成功率等）的告警规则。
   • 编写脚本定期检查RDB文件的完整性，例如通过Redis自带的redis-check-rdb工具。若发现RDB文件损坏，及时触发告警。
3. 数据恢复：
   • AOF优先恢复：
     • 当故障发生且确定RDB数据损坏，停止Redis服务。
     • 利用redis-check-aof工具对AOF文件进行检查和修复（如果需要）。
     • 启动Redis服务，Redis会自动加载AOF文件进行数据恢复。
   • 结合RDB和AOF恢复：
     • 如果AOF文件也损坏，找到最近一次可用的RDB备份文件（可通过备份机制获取）。
     • 将RDB文件复制到Redis数据目录，并将其重命名为与Redis配置中dbfilename一致的文件名。
     • 启动Redis服务，Redis会先加载RDB文件恢复部分数据。
     • 若存在未损坏的AOF增量日志，Redis会在加载RDB后继续加载AOF日志，完成数据的最终恢复。
4. 资源管理：
   • 在数据恢复期间，通过操作系统的资源管理工具（如cgroups）限制Redis进程的CPU和内存使用，避免影响其他业务。
   • 控制恢复过程中的I/O操作频率，例如在恢复AOF日志时，适当设置每次读取和写入的块大小，减少I/O压力。
5. 业务影响最小化：
   • 读写分离：在恢复期间，将读请求路由到从节点（如果有配置主从复制），保证读操作不受影响。写请求可根据业务情况进行限流或暂时存储在消息队列中，待恢复完成后再批量写入Redis。
   • 业务降级：对于一些非关键业务功能，在恢复期间进行降级处理，如返回缓存的旧数据或简单的提示信息，确保核心业务不受影响。