面试题：如何在Kubernetes集群中保障Redis分布式锁的高可用性

Question

假设你正在负责维护一个在Kubernetes集群中使用Redis分布式锁的系统，阐述你会采取哪些措施来保证Redis分布式锁的高可用性，包括但不限于Redis集群的部署架构、故障检测与恢复机制、锁的续租策略等方面。

Answer 1

Redis集群部署架构

1. 主从复制：搭建主从架构，主节点负责处理写操作（如加锁、解锁），从节点复制主节点数据。这样在主节点发生故障时，从节点可以晋升为主节点继续提供服务。
2. 哨兵模式：引入Redis Sentinel，它可以自动监控主从节点的健康状态。当主节点出现故障时，Sentinel能够自动将一个从节点提升为新的主节点，并通知应用程序新的主节点地址。
3. Cluster模式：采用Redis Cluster，数据会分布在多个节点上，每个节点负责一部分数据的读写。这种模式不仅提高了数据的存储和读取能力，同时单个节点故障时，集群可以继续工作，保证锁服务的可用性。

故障检测与恢复机制

1. 心跳检测：在应用程序与Redis集群之间设置心跳机制，定期发送ping命令检测连接状态。如果连续多次ping不通，则认为连接故障。
2. 自动重连：应用程序发现连接故障后，应具备自动重连机制，尝试重新连接到Redis集群。同时，设置合理的重连间隔和最大重连次数，避免无效的重连操作消耗过多资源。
3. 故障切换：对于主从架构结合哨兵模式，哨兵检测到主节点故障后，自动进行故障切换，选举新的主节点。在Redis Cluster中，节点会自动发现故障节点，并重新分配其负责的数据槽。

锁的续租策略

1. 定时续租：在获取锁后，启动一个定时任务，在锁快要过期时，提前进行续租操作。例如，锁的过期时间为30秒，可在20秒左右进行续租，确保业务逻辑执行过程中锁不会意外过期。
2. 异步续租：将续租操作放在一个单独的线程或异步任务中执行，避免影响业务逻辑的主线程。这样即使续租操作出现延迟或异常，也不会导致业务逻辑中断。
3. 动态调整续租时间：根据业务执行时间的统计数据，动态调整续租时间。如果发现业务执行时间普遍较长，则适当延长续租的提前时间，反之则缩短。