面试题：从源码角度分析如何优化Redis集群对ASK错误的预防机制

Question

请深入到Redis集群的源码层面，分析当前处理ASK错误的机制，然后提出至少一项基于源码修改的优化方案，以进一步增强对ASK错误的预防能力，同时说明该优化方案对Redis集群其他功能可能产生的影响。

Answer 1

1. ASK错误处理机制在Redis集群源码层面分析

在Redis集群中，当客户端向一个节点发送命令，而该命令的键所在的槽位并不归属于这个节点，但是这个节点知道负责该槽位的目标节点时，就会返回ASK错误。

从源码角度看，相关处理主要涉及到clusterRedirect函数。当节点发现请求的键对应的槽位不在本地时，若知道目标节点，则会构建一个ASK错误回复给客户端。客户端收到ASK错误后，会向目标节点发送一个ASKING命令，然后重新发送原命令。

2. 优化方案

• 优化方案一：缓存ASK信息

  • 实现方式：在节点内部维护一个缓存，记录近期出现ASK错误的键和对应的目标节点信息。当再次收到对这些键的请求时，直接重定向到目标节点，而无需等待目标节点返回ASK错误。在源码层面，可以在cluster.c文件的clusterNode结构体中添加一个新的哈希表字段用于存储这些缓存信息。例如，定义一个dict *ask_cache;字段。在处理命令时，先检查这个缓存，若命中则直接重定向。
  • 对其他功能的影响：
    • 内存占用：会增加节点的内存占用，因为需要存储ASK缓存信息。但是由于缓存可以设置合理的过期时间和大小限制，总体影响可控。
    • 一致性：可能会存在缓存过期导致的短暂不一致情况，但由于ASK错误本身就是临时重定向，这种不一致影响较小。

• 优化方案二：预迁移检查

  • 实现方式：在槽位迁移过程中，源节点在接收到对即将迁移槽位的请求时，提前判断是否即将迁移，如果是，直接向客户端返回目标节点信息，避免客户端先收到ASK错误。在cluster.c文件中关于槽位迁移相关的代码逻辑处，添加预检查逻辑。比如在clusterReplicateMigrateSlot函数中，当判断某个槽位正在迁移且有请求进来时，直接返回目标节点信息。
  • 对其他功能的影响：
    • 复杂度增加：会增加槽位迁移相关代码的复杂度，需要更加细致地处理迁移状态的判断和请求的响应。
    • 性能影响：在一定程度上会增加源节点在槽位迁移期间的处理开销，但有助于提升客户端的响应效率。