面试题：Redis Sentinel中如何获取主服务器信息并应用于缓存

Question

请描述Redis Sentinel获取主服务器信息的机制，以及如何将这些信息应用到缓存策略中，例如在缓存更新时如何利用主服务器信息确保数据一致性。

Answer 1

Redis Sentinel获取主服务器信息的机制

1. 自动发现：Sentinel通过定期向所有已知的Redis实例（包括主服务器和从服务器）发送INFO命令来自动发现主服务器。每个实例在响应INFO命令时，会包含关于自身角色（主、从）以及主服务器地址（如果是从服务器）等信息。
2. 心跳检测：Sentinel会以一定频率向主服务器和从服务器发送PING命令，以此来监测它们是否正常运行。如果在一定时间内没有收到响应（即超过配置的down-after-milliseconds时间），Sentinel会标记该实例为疑似下线（PFAIL）。如果多数Sentinel节点都认为某个主服务器疑似下线，那么该主服务器会被标记为客观下线（FAIL）。
3. 选举领导者：当主服务器被标记为客观下线后，Sentinel之间会进行领导者选举。选举过程基于Raft算法，每个Sentinel节点会投票给一个Sentinel，得票超过半数的Sentinel会成为领导者。领导者负责执行故障转移操作，从众多从服务器中挑选一个晋升为主服务器。
4. 更新配置：选举出领导者并完成故障转移后，Sentinel会更新自身的配置文件，记录新的主服务器地址和相关信息，并将这些信息同步给其他Sentinel节点以及集群中的从服务器。

在缓存策略中应用主服务器信息确保数据一致性

1. 缓存更新策略 - 读写穿透
   • 写操作：当应用程序进行写操作时，首先更新主服务器中的数据。因为Sentinel能及时获取主服务器的信息（包括故障转移后的新主服务器信息），所以应用程序可以确保总是与正确的主服务器进行交互。更新主服务器数据成功后，再同时更新缓存。这样可以保证缓存中的数据与主服务器数据的一致性。
   • 读操作：读操作先查询缓存，如果缓存中没有数据，则从主服务器读取数据。读取成功后，将数据放入缓存，以便后续读取。在这个过程中，Sentinel确保应用程序能够连接到正确的主服务器进行数据读取。
2. 缓存更新策略 - 写后更新缓存
   • 写操作：应用程序先更新主服务器的数据，完成后，异步更新缓存。在这个过程中，Sentinel提供的主服务器信息保证了应用程序能准确连接到主服务器进行写操作。由于可能存在主服务器更新成功但缓存更新失败的情况，需要有相应的重试机制或补偿机制，例如通过消息队列记录更新失败的操作，进行重试。
   • 读操作：读操作从缓存读取数据。如果缓存中没有数据，从主服务器读取并更新缓存。
3. 缓存更新策略 - 失效模式
   • 写操作：应用程序更新主服务器数据后，直接使缓存中的相关数据失效。下次读取该数据时，缓存中没有数据，会从主服务器读取并重新填充缓存。Sentinel确保应用程序能够准确更新主服务器数据，并且在主服务器发生故障转移时，能够及时连接到新的主服务器进行写操作，从而保证缓存数据的最终一致性。
   • 读操作：读操作先检查缓存，如果缓存数据失效，则从主服务器读取数据，然后更新缓存。