面试题：Redis 心跳检测中多节点协同的基本原理是什么

Question

请阐述 Redis 心跳检测的多节点协同机制中，各个节点是如何相互协作来确保系统健康状态检测的，包括涉及到的主要信息交互和判断逻辑。

Answer 1

1. 节点发现

• Gossip 协议：Redis 集群采用 Gossip 协议进行节点发现。每个节点会定期向其他节点发送 PING 消息，消息中包含自己的状态以及部分已知节点的信息。例如，节点 A 向节点 B 发送 PING 消息，其中携带了节点 A 自身的状态以及它所知道的节点 C、D 的信息。
• 节点列表更新：接收到 PING 消息的节点会根据消息中的节点信息更新自己的节点列表。如果发现新节点，会将其加入到自己的节点列表中，并尝试与新节点建立连接。

2. 心跳消息交互

• PING 消息：各个节点周期性地向其他节点发送 PING 消息，通常每秒会向多个随机节点发送。PING 消息携带发送节点的基本信息，如节点 ID、配置纪元、槽分配信息等。这使得接收节点能够及时了解发送节点的状态。
• PONG 消息：当节点接收到 PING 消息后，会回复 PONG 消息。PONG 消息内容与 PING 消息类似，确认了接收节点的状态，并让发送节点知晓接收节点已收到 PING 消息。例如，节点 B 收到节点 A 的 PING 消息后，回复 PONG 消息，告知节点 A 自己正常运行。
• FAIL 消息：当一个节点判定另一个节点为疑似下线（PFAIL）时，会向其他节点发送 FAIL 消息，通知其他节点该节点可能已下线。

3. 状态判断逻辑

• 节点可达性判断：如果节点在一定时间内（如配置的 cluster-node-timeout 时间）没有收到来自某个节点的 PONG 消息，那么该节点会将对方标记为疑似下线（PFAIL）。例如，节点 A 持续一段时间未收到节点 B 的 PONG 回复，则节点 A 标记节点 B 为 PFAIL。
• 故障确认：当半数以上持有槽的主节点都标记某个节点为 PFAIL 时，这个节点会被标记为已下线（FAIL）。此时，集群会发起故障转移流程，由从节点晋升为主节点来替代已下线的主节点继续提供服务。例如，集群中有 5 个持有槽的主节点，若其中 3 个都标记节点 X 为 PFAIL，则节点 X 被确认为 FAIL。