面试题：Redis集群中复制的基本原理是什么

Question

请阐述Redis集群中主从复制的基本流程，包括数据同步的方式以及主从节点角色的职责，同时说明在复制过程中可能出现的数据不一致问题及简单应对措施。

Answer 1

主从复制基本流程

1. 建立连接：从节点向主节点发送 SYNC 命令（Redis 2.8 之前）或 PSYNC 命令（Redis 2.8 及之后），请求进行数据同步。主节点接收到命令后，会为从节点建立一个数据同步的连接。
2. 全量同步（初次同步或部分场景下）
   • 主节点执行 BGSAVE：主节点收到同步请求后，执行 BGSAVE 命令，将当前数据库的数据生成 RDB 文件，并在内存中记录此后执行的写命令。
   • 发送 RDB 文件：主节点将生成的 RDB 文件发送给从节点，从节点接收到 RDB 文件后，会先清空自己的数据，然后加载 RDB 文件中的数据。
   • 发送写命令：主节点将记录在内存中的写命令发送给从节点，从节点执行这些命令，使自己的数据状态与主节点保持一致。
3. 增量同步（一般在网络中断恢复等场景）：在 Redis 2.8 及之后，从节点和主节点使用 PSYNC 命令进行同步。如果从节点在断开连接后重新连接主节点，主节点能够识别从节点之前同步的进度，只将断开连接期间主节点执行的写命令发送给从节点，从节点执行这些命令来完成数据同步。

数据同步方式

1. 全量同步：适用于初次连接或主节点无法识别从节点同步进度的情况，通过传输完整的 RDB 文件来同步数据。
2. 增量同步：当主节点能够识别从节点的同步进度时，只传输断开连接期间产生的写命令，减少数据传输量。

主从节点角色职责

1. 主节点职责
   • 处理客户端的写请求，并将写操作记录在内存缓冲区。
   • 生成 RDB 文件，并将其发送给从节点。
   • 向从节点发送记录的写命令，确保从节点数据与自身一致。
2. 从节点职责
   • 向主节点发送同步请求，建立数据同步连接。
   • 接收主节点发送的 RDB 文件并加载数据。
   • 接收并执行主节点发送的写命令，保持与主节点数据同步。

复制过程中可能出现的数据不一致问题及应对措施

1. 问题
   • 网络延迟或中断：可能导致主从节点之间的数据同步延迟，从节点的数据可能滞后于主节点。
   • 主节点故障恢复：在主节点故障恢复后，可能会出现数据丢失或不一致的情况。
2. 应对措施
   • 监控与报警：通过监控工具实时监测主从节点的同步状态和延迟情况，设置合理的阈值，当出现异常时及时报警。
   • 自动故障转移：使用 Redis Sentinel 或 Redis Cluster 等机制，实现主节点故障时的自动故障转移，选举新的主节点，并重新同步数据。
   • 数据补偿：可以通过定期的数据比对和修复机制，如在从节点定期与主节点进行数据校验，发现不一致时，重新进行全量或增量同步。