面试题：优化Redis RDB自动间隔性保存分布式实现的性能与可靠性

Question

为了优化Redis RDB自动间隔性保存的分布式实现方案，从性能和可靠性两方面出发，应该考虑哪些关键因素？例如，如何在高并发写入场景下，减少RDB保存对正常读写操作的性能影响，同时保证RDB文件在网络波动、节点故障等异常情况下的完整性与可恢复性。请详细说明涉及到的系统架构设计、资源调度策略以及故障检测与恢复机制等方面的思路。

Answer 1

系统架构设计

1. 读写分离架构：主节点负责写操作，从节点负责读操作。在进行RDB保存时，可在从节点执行，避免对主节点写操作的性能影响。这样，高并发写入场景下，主节点能专注处理写请求，而RDB保存可在相对空闲的从节点进行。
2. 多副本架构：创建多个RDB文件副本，并分布存储在不同的物理节点上。当某个节点出现故障或网络波动时，其他副本可保证数据的完整性和可恢复性。例如，可采用三副本机制，在三个不同的节点存储相同的RDB文件。

资源调度策略

1. 分时复用策略：选择系统负载较低的时间段进行RDB保存操作，比如凌晨等业务低谷期。这样能减少对正常读写操作的性能影响。同时，设置合理的保存频率，避免过于频繁的保存操作消耗过多系统资源。
2. 资源限制策略：为RDB保存操作分配固定的系统资源，如CPU时间片、内存带宽等。通过限制其使用资源的上限，确保在保存RDB时，正常的读写操作仍有足够的资源可用。例如，可限制RDB保存操作最多使用20%的CPU资源。

故障检测与恢复机制

1. 心跳检测机制：节点之间通过周期性发送心跳包来检测彼此的状态。如果某个节点在一定时间内未收到其他节点的心跳响应，则判定该节点可能出现故障。例如，每10秒发送一次心跳包，若连续3次未收到响应，则认为节点故障。
2. 数据一致性校验：在恢复RDB文件时，首先对RDB文件进行数据一致性校验。可采用CRC校验等方式，确保RDB文件在网络传输或存储过程中未出现数据损坏。若校验失败，尝试从其他副本获取完整的RDB文件。
3. 故障转移机制：当检测到某个节点故障后，系统自动将该节点的任务转移到其他正常节点。例如，若负责RDB保存的从节点故障，自动选择另一个从节点继续进行RDB保存操作，保证RDB保存的连续性。