面试题：Redis Sentinel 并发处理中如何保证数据一致性

Question

在 Redis Sentinel 向主从服务器并发发送信息时，要保证数据在主从服务器间的一致性是一个关键挑战。阐述 Sentinel 是如何通过其内部机制，如选举算法、心跳检测等，来确保在高并发环境下，主从服务器的数据始终保持一致，并且在发生故障转移时，数据也能正确同步。

Answer 1

1. 选举算法确保一致性

• 领导者选举：Redis Sentinel 使用 Raft 或类似的选举算法。当 Sentinel 集群检测到主服务器可能发生故障时，会进行领导者选举。只有成为领导者的 Sentinel 才能执行故障转移操作。这避免了多个 Sentinel 同时进行故障转移导致的数据不一致。例如，假设多个 Sentinel 同时尝试将不同的从服务器提升为主服务器，会造成数据分裂，而选举算法确保了只有一个 Sentinel 能主导故障转移过程。
• 决策一致性：选举出的领导者 Sentinel 会收集其他 Sentinel 的信息，并基于多数派的意见进行决策。比如在判定主服务器是否真的下线时，需要多数 Sentinel 认同。这保证了在集群范围内对主服务器状态判断的一致性，从而为数据一致性奠定基础。

2. 心跳检测维护状态

• 主从服务器心跳：Sentinel 会定期向主服务器和从服务器发送 PING 命令作为心跳检测。通过监控心跳回复时间（即响应延迟），Sentinel 可以判断服务器是否正常运行。如果主服务器长时间未响应心跳，Sentinel 会标记其为疑似下线（主观下线）。例如，如果主服务器因为网络拥塞在 10 秒内未回复心跳，Sentinel 会记录此情况。
• Sentinel 间心跳：Sentinel 之间也会互相发送心跳信息，用于交换关于主从服务器的状态以及 Sentinel 自身的状态。这样可以保证 Sentinel 集群内信息的实时同步和一致性。例如，一个 Sentinel 发现主服务器疑似下线后，会通过心跳将此信息传递给其他 Sentinel。

3. 故障转移时的数据同步

• 从服务器晋升：当主服务器被判定为客观下线（多数 Sentinel 认同主服务器下线）后，领导者 Sentinel 会从从服务器中挑选一个晋升为主服务器。挑选规则通常基于从服务器的复制偏移量（复制进度）、优先级等。优先选择复制偏移量最大（即数据最完整）且优先级高的从服务器，以确保新主服务器的数据尽可能接近原主服务器。
• 数据同步：新主服务器选举出来后，其他从服务器会自动开始与新主服务器进行数据同步。Redis 使用复制机制，新主服务器会执行 SYNC 或 PSYNC 命令，将自身的数据状态同步给从服务器。例如，新主服务器会生成一个全量快照（RDB 文件）发送给从服务器，从服务器加载该快照并应用后续的写命令日志（AOF 文件），从而达到数据一致性。在故障转移过程中，Sentinel 会持续监控这个同步过程，确保所有从服务器都能成功与新主服务器同步数据。