面试题答案
一键面试1. 复杂命令在保证数据一致性方面的底层实现原理
- MSET命令：
- 在Redis集群中，MSET命令用于同时设置一个或多个键值对。它通过将多个键值对操作封装在一个原子操作中，确保要么所有的键值对都被成功设置，要么都不设置。
- Redis集群采用哈希槽（Hash Slot）的方式来分配数据，每个键通过CRC16算法计算出哈希值，再对16384取模，得到该键对应的哈希槽编号。对于MSET命令中的多个键，Redis会判断这些键是否落在同一个哈希槽中。
- 如果所有键都在同一个哈希槽中，那么该MSET命令会在负责这个哈希槽的节点上原子性地执行，从而保证数据的一致性。
- 如果键分布在不同的哈希槽中，Redis集群会将这个MSET命令拆分成多个针对不同哈希槽的子命令，分别发送到对应的节点执行。但由于不同节点之间的执行是异步的，所以这种情况下MSET命令不保证原子性，可能会出现部分键值对设置成功，部分失败的情况。
- EVAL命令：
- EVAL命令用于在Redis中执行Lua脚本。Lua脚本在Redis中的执行是原子性的，这是因为Redis使用单线程来处理命令，并且在执行Lua脚本期间不会中断去处理其他命令。
- 当执行EVAL命令时，Redis会将整个Lua脚本作为一个整体来执行，脚本内对多个键值对的操作会按照脚本逻辑顺序依次执行，中间不会被其他客户端的命令打断。
- 在Redis集群环境下，EVAL命令首先会根据脚本中涉及的键计算哈希槽，判断这些键是否都在同一个节点上。如果是，那么脚本会在该节点上原子性地执行，保证数据一致性。如果键分布在多个节点上，Redis集群目前不支持跨节点的原子性Lua脚本执行，这种情况下可能会导致数据不一致。
2. 网络分区等异常情况对一致性的影响及维持策略
- 最终一致性：
- Redis集群默认采用最终一致性模型。在网络分区发生时，集群会被分割成多个子集群，每个子集群独立运行。
- 对于MSET或EVAL命令，如果在网络分区前这些命令已经被成功执行，数据一致性能够得到保证。但如果网络分区发生在命令执行过程中，不同子集群可能会有不同的执行结果。
- 当网络分区恢复后，Redis集群会通过节点之间的gossip协议进行数据同步。各个节点会交换彼此的数据状态，最终不一致的数据会逐渐达到一致。例如，在网络分区期间，一个子集群可能成功执行了MSET命令的部分键值对设置，而另一个子集群没有执行。网络恢复后，通过gossip协议，数据会在整个集群中同步，最终达到一致状态。
- 强一致性：
- Redis集群本身默认不是强一致性的，但可以通过一些手段来实现近似强一致性。例如，使用Redis的同步复制功能，主节点在执行写操作后，等待所有从节点复制完成后再返回成功。
- 对于复杂命令如MSET和EVAL，在强一致性要求下，当命令涉及多个节点时，需要通过分布式事务等机制来保证所有节点上的操作要么全部成功，要么全部失败。然而，实现分布式事务在Redis集群中较为复杂，并且会带来性能和可用性的下降。在网络分区情况下，强一致性模型要求在分区期间不能进行任何可能导致数据不一致的写操作，直到网络恢复并完成数据同步，这会导致系统在分区期间的可用性降低。但一旦网络恢复，数据能够保持强一致性状态。