面试题：Redis 定期复制 MySQL 数据自动化实现的高可用与容错机制

Question

在构建定期从 MySQL 复制数据到 Redis 的自动化系统时，考虑到系统的高可用性和容错性，如何设计一套完整的机制来应对诸如网络故障、Redis 或 MySQL 节点宕机等异常情况？请详细描述设计思路、涉及的关键技术点以及恢复流程。

Answer 1

设计思路

1. 监控机制：设置监控系统，实时监测 MySQL、Redis 以及网络状态。例如使用 Prometheus + Grafana 组合，对数据库的连接状态、性能指标（如 MySQL 的查询延迟、Redis 的内存使用等）以及网络的连通性（如 Ping 检测）进行监控。
2. 数据复制策略：采用可靠的数据复制策略，如基于日志的复制。在 MySQL 中，利用二进制日志（Binlog）记录数据变更，通过解析 Binlog 来捕获数据变化并同步到 Redis。
3. 故障转移：为 MySQL 和 Redis 分别设置备用节点。当主节点出现故障时，系统能够自动将服务切换到备用节点，确保数据复制的连续性。

关键技术点

1. MySQL Binlog 解析：使用开源工具如 Canal，它模拟 MySQL 从库的交互协议，伪装成从库向主库发送 Dump 协议，主库收到请求后会将 Binlog 发送给 Canal，Canal 解析 Binlog 后提供数据变更信息。
2. Redis 集群与 Sentinel：Redis 采用集群模式部署以提高可用性，同时使用 Sentinel 进行节点监控和自动故障转移。Sentinel 定期检查 Redis 主从节点的健康状态，当主节点不可用时，自动选举新的主节点，并通知其他从节点进行复制切换。
3. 网络故障处理：在应用层使用连接池技术，如 HikariCP 连接 MySQL，Jedis 连接 Redis。连接池可以自动重试连接，在网络短暂中断恢复后重新建立连接。同时，设置合理的连接超时和重试次数，避免长时间等待无响应的连接。

恢复流程

1. MySQL 节点宕机：
   • 监控系统检测到 MySQL 主节点宕机，通知 Sentinel 进行故障转移。
   • Sentinel 选举新的 MySQL 主节点，应用程序通过配置的连接池重新连接到新主节点。
   • Canal 重新连接到新的 MySQL 主节点，继续解析 Binlog 并同步数据到 Redis。
2. Redis 节点宕机：
   • Sentinel 检测到 Redis 主节点宕机，自动选举新的主节点。
   • 数据复制程序重新连接到新的 Redis 主节点，继续进行数据同步。由于 Redis 支持部分重同步，在网络恢复后，它可以从上次中断的地方继续同步数据，减少数据丢失。
3. 网络故障：
   • 连接池检测到网络故障，暂停数据复制操作，并开始按照设定的重试策略进行重试。
   • 当网络恢复后，连接池成功重新连接到 MySQL 和 Redis，数据复制程序从上次记录的位置继续同步数据，确保数据的一致性和完整性。