压箱底Redis面试集 -7.怎么实现Redis的高可用?
mhr18 2024-11-22 17:41 23 浏览 0 评论
高可用性（HA），原本是系统的一个特性，旨在确保在高于平均水平的时间内保持约定的运行性能水平，通常是正常运行时间。
Redis 作为一个内存数据库，其数据通常存储在内存中，一旦发生故障，可能导致数据丢失或服务中断，避免单点故障至关重要，这样系统才能顺利快速地恢复。
Redis 高可用 是指 Redis 通过一系列技术手段确保在面临故障的情况下也能持续提供服务的能力。
由于我们现在已经进入了一个分布式系统，并且需要考虑许多错误，因此在这个拓扑结构中需要考虑一些新问题，以前简单的事情现在变得更加复杂。
为了保证 Redis 的高可用，它主要采用了以下三种手段：
- Redis 主从复制
- Redis 哨兵模式
- Redis 集群Cluster
接下来，我们逐个来分析看看。
1、主从复制
- 配置方式：在 Redis 配置文件中指定主节点的 IP 和端口等信息，从节点通过 slaveof 命令连接到主节点。
- 作用：数据备份：从节点会自动复制主节点的数据，保证数据的冗余存储，当主节点出现故障时，可以从从节点中恢复数据。负载均衡：可以将读请求分发到从节点上，减轻主节点的读压力，提高系统的整体性能。
2、哨兵机制
- 工作原理：哨兵节点会不断地监控主节点和从节点的运行状态。当主节点出现故障时，哨兵会自动进行故障转移，从多个从节点中选举一个新的主节点。
- 关键步骤：发现主节点故障：通过定期向主节点发送 PING 命令等方式来判断主节点是否可达。选举新主节点：根据一定的算法和规则（如优先级、偏移量等），在从节点中选择一个最合适的节点提升为主节点。通知客户端：将新的主节点信息通知给应用程序，使客户端能够及时切换到新的主节点进行数据操作。
三、集群模式
- 搭建方式：可以使用 Redis Cluster 来构建分布式集群。将数据分片存储在多个节点上，每个节点负责一部分数据。
- 优势：扩展性强：可以通过增加节点来线性扩展系统的存储容量和处理能力。高可用性：当某个节点出现故障时，集群可以自动将其负责的数据迁移到其他节点上，保证系统的持续运行。负载均衡：客户端可以连接到任意一个节点进行数据操作，集群内部会自动将请求转发到正确的节点上。
4、总结
高可用一般来说有两个含义：1）数据尽量不丢失，2）保证服务尽可能可用。
AOF 和 RDB 数据持久化保证了数据尽量不丢失，而多节点来保证服务尽可能提供服务。单个节点的系统吞吐量有限，容量也有限，缺点明显，一旦发生故障会导致服务不可用。
- 使用读写分离之前，可以考虑其他方法增加Redis的读负载能力：如尽量优化主节点（减少慢查询、减少持久化等其他情况带来的阻塞等）提高负载能力；使用Redis集群同时提高读负载能力和写负载能力等
- 哨兵模式已经实现了故障自动转移的能力，但业务规模的不断扩展，用户量膨胀，并发量持续提升，会出现了 Redis 响应慢的情况
- 使用 Redis Cluster 集群，主要解决了大数据量存储导致的各种慢问题，同时也便于横向拓展。在面对千万级甚至亿级别的流量的时候，很多是在千百台的实例节点组成的集群上进行流量调度、服务治理的。
- 上一篇：Redis高可用方案
- 下一篇：redis主从高可用方案
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