Redis 集群面试题集
Redis 高可用与集群核心知识点
A. 面试宝典
1. 主从复制
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 主从复制架构 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌─────────────┐ │
│ │ Master │ ← 写操作 │
│ │ (主节点) │ │
│ └──────┬──────┘ │
│ ┌────┴────┐ │
│ ▼ ▼ │
│ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ Slave1 │ │ Slave2 │ ← 读操作 │
│ │ (从节点) │ │ (从节点) │ │
│ └───────────┘ └───────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘复制流程：
1. 从节点发送 PSYNC 命令
2. 主节点判断是否全量复制
- 首次连接：全量复制（BGSAVE + 缓冲区）
- 断线重连：增量复制（根据 offset）
3. 主节点发送 RDB 文件和缓冲区数据
4. 从节点加载数据
5. 主节点持续发送写命令bash
# 从节点配置
replicaof 192.168.1.100 6379
# 查看复制信息
INFO replication
# 复制相关配置
replica-read-only yes # 从节点只读
repl-diskless-sync no # 是否无盘复制
repl-backlog-size 1mb # 复制积压缓冲区大小
min-replicas-to-write 1 # 最少从节点数量
min-replicas-max-lag 10 # 从节点最大延迟2. 哨兵模式 (Sentinel)
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 哨兵模式架构 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ ┌───────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ Sentinel1 │ │ Sentinel2 │ │ Sentinel3 │ │
│ └─────┬─────┘ └─────┬─────┘ └─────┬─────┘ │
│ │ │ │ │
│ └──────┬──────┴──────┬──────┘ │
│ │ │ │
│ ┌──────▼──────┐ │ │
│ │ Master │◄─────┘ │
│ └──────┬──────┘ │
│ ┌────┴────┐ │
│ ▼ ▼ │
│ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │
│ │ Slave1 │ │ Slave2 │ │
│ └───────────┘ └───────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘哨兵功能：
- 监控（Monitoring）：检查主从节点是否正常
- 通知（Notification）：发送故障通知
- 自动故障转移（Automatic Failover）：主节点故障时自动切换
- 配置提供者（Configuration Provider）：提供主节点地址
bash
# sentinel.conf
port 26379
sentinel monitor mymaster 192.168.1.100 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 180000
sentinel auth-pass mymaster password
# 启动哨兵
redis-sentinel /path/to/sentinel.conf
# 或
redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel故障检测：
主观下线 (SDOWN)：单个哨兵认为节点下线
客观下线 (ODOWN)：超过 quorum 个哨兵认为节点下线
故障转移流程：
1. 哨兵选举领导者（Raft 算法）
2. 领导者选择新主节点
- 过滤不健康的从节点
- 优先级高的优先
- 复制偏移量大的优先
- runid 小的优先
3. 执行故障转移
4. 更新配置3. Cluster 模式
┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Cluster 架构 │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 16384 slots 分布在多个主节点 │
│ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Node1 │ Node2 │ Node3 │ Node4 │ │
│ │ Master │ Master │ Master │ Master │ │
│ │ 0-4095 │ 4096-8191 │ 8192-12287│12288-16383│ │
│ └─────┬─────┴─────┬─────┴─────┬─────┴─────┬─────┘ │
│ │ │ │ │ │
│ ┌─────▼─────┬─────▼─────┬─────▼─────┬─────▼─────┐ │
│ │ Node1 │ Node2 │ Node3 │ Node4 │ │
│ │ Slave │ Slave │ Slave │ Slave │ │
│ └───────────┴───────────┴───────────┴───────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘数据分片：
python
# CRC16 算法计算槽位
slot = CRC16(key) % 16384
# Hash Tag（指定 key 的槽位）
# {user}:1 和 {user}:2 会分配到同一个槽位
SET {user}:1 value1
SET {user}:2 value2集群搭建：
bash
# 创建集群
redis-cli --cluster create \
192.168.1.1:6379 192.168.1.2:6379 192.168.1.3:6379 \
192.168.1.4:6379 192.168.1.5:6379 192.168.1.6:6379 \
--cluster-replicas 1
# 集群配置
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 15000
cluster-require-full-coverage no
# 集群命令
CLUSTER INFO # 集群信息
CLUSTER NODES # 节点信息
CLUSTER SLOTS # 槽位分布
CLUSTER KEYSLOT key # 查询 key 的槽位集群限制：
- 不支持多 key 操作（除非 key 在同一槽位）
- 不支持数据库切换（只有 db0）
- 事务只支持同槽位 key
- Lua 脚本只支持同槽位 key
4. 数据迁移与扩容
bash
# 添加节点
redis-cli --cluster add-node new_host:new_port existing_host:existing_port
# 添加从节点
redis-cli --cluster add-node new_host:new_port existing_host:existing_port \
--cluster-slave --cluster-master-id <master-id>
# 迁移槽位
redis-cli --cluster reshard host:port
# 删除节点
redis-cli --cluster del-node host:port node-id
# 重新平衡槽位
redis-cli --cluster rebalance host:port在线迁移流程：
1. 目标节点设置导入状态：CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <source-node-id>
2. 源节点设置迁出状态：CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATING <target-node-id>
3. 获取槽位中的 key：CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count>
4. 迁移 key：MIGRATE target_host target_port key db timeout
5. 更新槽位归属：CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <target-node-id>5. 客户端路由
MOVED 重定向：
Client → Node1: GET user:1
Node1 → Client: MOVED 1234 192.168.1.2:6379
Client → Node2: GET user:1
Node2 → Client: valueASK 重定向：
# 槽位正在迁移中
Client → Node1: GET user:1
Node1 → Client: ASK 1234 192.168.1.2:6379
Client → Node2: ASKING
Client → Node2: GET user:1
Node2 → Client: valueSmart Client：
python
# 使用 redis-py-cluster
from rediscluster import RedisCluster
startup_nodes = [
{"host": "192.168.1.1", "port": 6379},
{"host": "192.168.1.2", "port": 6379},
{"host": "192.168.1.3", "port": 6379},
]
rc = RedisCluster(startup_nodes=startup_nodes, decode_responses=True)
rc.set("key", "value")B. 实战文档
架构选型
| 模式 | 数据量 | 可用性 | 复杂度 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 单机 | 小 | 低 | 低 | 开发测试 |
| 主从 | 中 | 中 | 低 | 读多写少 |
| 哨兵 | 中 | 高 | 中 | 需要自动故障转移 |
| Cluster | 大 | 高 | 高 | 大数据量、高并发 |
监控指标
bash
# 关键指标
INFO memory # 内存使用
INFO stats # 命令统计
INFO replication # 复制状态
INFO clients # 客户端连接
INFO cluster # 集群状态
# 慢查询日志
SLOWLOG GET 10
SLOWLOG LEN
SLOWLOG RESET
# 监控命令
MONITOR # 实时命令监控（生产慎用）
CLIENT LIST # 客户端列表
DEBUG SLEEP 0.1 # 测试阻塞运维命令
bash
# 手动故障转移
CLUSTER FAILOVER
# 强制故障转移
CLUSTER FAILOVER FORCE
# 节点忘记
CLUSTER FORGET <node-id>
# 重置集群
CLUSTER RESET [HARD|SOFT]
# 设置配置纪元
CLUSTER SET-CONFIG-EPOCH <epoch>
# 修复集群
redis-cli --cluster fix host:port
redis-cli --cluster check host:port