Redis 持久化、复制与集群
Redis 的持久化用于进程重启后的数据恢复，复制用于保留副本并支持故障转移，Cluster 用哈希槽把 key 分布到多个主节点。三者解决的问题不同，也不能共同提供无条件的数据零丢失保证。
1. RDB 保存某个时间点的数据快照
RDB 会生成紧凑的二进制快照文件。它适合备份、灾难恢复和快速加载，也可以把生成快照的工作交给后台子进程，减少主进程直接执行磁盘 I/O。
RDB 的恢复点由快照频率决定。最近一次快照之后、故障之前的写入可能丢失。生成快照时还要考虑 fork 时间、写时复制带来的额外内存，以及磁盘写入带宽。
如果业务可以接受以分钟为单位的恢复点，RDB 配置和运维较简单；不能把定时快照理解为每条命令都已持久化。
2. AOF 记录修改数据的命令
AOF 把写命令追加到日志，并按配置策略调用 fsync。常见策略包括每次命令、每秒一次或交给操作系统决定。
- 每次 fsync 的数据窗口最小，但磁盘延迟会直接影响写入。
- 每秒 fsync 通常在性能与丢失窗口之间折中，进程或主机故障时可能丢失最近约一秒写入。
- 不主动 fsync 性能较高，但恢复点依赖操作系统刷盘。
AOF 会随写入持续增长。Redis 可以在后台重写为重建当前数据集所需的较短命令序列。重写期间仍要观察内存和磁盘压力。
3. 同时启用 RDB 与 AOF 提供不同恢复手段
同时启用时，AOF 通常保存更完整的写入历史，Redis 重启会优先使用 AOF 恢复。RDB 仍可用于定期备份和更快的数据集加载场景。
持久化文件应经过实际恢复演练，并复制到独立故障域。文件存在不代表可用；磁盘损坏、错误配置和人工操作也可能同时影响运行实例与本地备份。
4. 复制默认是异步的
副本先与主节点同步数据，再持续接收主节点的写命令流。短暂断开后，若复制积压区仍保留需要的数据，可以进行部分重同步；否则需要重新传输完整数据集。
主节点向客户端确认写入时，副本可能尚未收到或落盘。若主节点随后故障并提升一个落后的副本，已经向客户端确认的写入仍可能丢失。
WAIT 可以要求写入传播到一定数量的副本后再返回，缩小数据丢失窗口，但在故障和网络分区下仍不把 Redis 变成强一致系统。
5. Sentinel 管理非分片主从故障转移
Sentinel 监控主从实例，在达到故障判定条件后选举新的主节点，并通知客户端更新地址。它提高单主数据集的可用性，但数据仍受异步复制窗口影响。
客户端必须支持 Sentinel 发现和连接切换。故障转移期间可能出现连接错误、短暂只读或旧主尚未停止服务等情况，业务仍需超时、重试和幂等处理。
6. Cluster 用 16384 个哈希槽分片
Redis Cluster 把 key 映射到 16384 个 hash slot，再把槽分配给不同主节点。每个主节点可以有副本，在主节点失败时参与故障转移。
客户端访问错误节点时，会收到 MOVED 重定向并更新槽位映射。槽迁移期间还可能收到 ASK，表示本次请求应临时转到新节点。客户端库需要正确处理拓扑刷新和重定向。
多 key 操作通常要求 key 位于同一个槽。可以用 hash tag 让 {user:42}:profile 和 {user:42}:orders 映射到同一槽，但过度集中同一个 tag 会制造热点分片。
7. Cluster 的可用性仍受网络分区约束
Cluster 使用异步复制，不能保证已确认写入在任何故障下都保留。网络分区时，旧主可能在短窗口内接受写入，而多数派一侧随后提升副本，这部分写入可能丢失。
Cluster 还会在槽不可覆盖、达不到多数主节点或故障转移尚未完成时拒绝部分请求。业务要根据错误类型决定重试，并保证写操作幂等；不能用无限重试掩盖拓扑故障。
8. 根据恢复目标组合能力
选择配置时需要先给出：
- RPO：故障后最多允许丢失多少数据。
- RTO：多久必须恢复服务。
- 数据集是否需要分片。
- 读取副本能否接受复制延迟。
- 单机、机架和机房故障需要覆盖到什么范围。
缓存数据可从数据库重建时，可以接受较大的恢复窗口；Redis 若保存无法重建的权威状态，就需要重新评估它是否适合作为唯一存储，并配置独立备份、核对和恢复流程。
9. 常见问题
9.1 开启 AOF 是否就不会丢数据
不会。丢失窗口取决于 fsync 策略，磁盘和文件也可能损坏；异步复制故障转移还可能提升未收到最新命令的副本。需要根据 RPO 设计持久化、复制、备份和恢复验证。
9.2 Cluster 是否自动支持所有多 key 命令
不是。涉及多个 key 的原子操作通常要求它们在同一个 hash slot。hash tag 可以主动控制共槽，但会影响数据分布，需要避免把过多流量集中到一个槽或节点。
10. 面试题
10.1 Redis 的 RDB、AOF、复制和 Cluster 分别解决什么问题
出现公司：美团
考察重点
- 快照与命令日志的恢复点差异。
- 异步复制和故障转移的数据窗口。
- hash slot、重定向与多 key 限制。
相关内容：第 1 节“RDB 保存某个时间点的数据快照”至第 8 节“根据恢复目标组合能力”。
参考回答
RDB 保存某个时间点的数据集，适合备份和快速恢复，但会丢失两次快照之间的写入。AOF 记录写命令，恢复点由 fsync 策略决定，并通过重写控制文件大小。复制保留副本并支持读扩展和故障转移，但默认异步，提升落后副本时仍可能丢失已确认写入。
Redis Cluster 把 16384 个 hash slot 分给多个主节点实现分片，客户端通过 MOVED 或 ASK 处理拓扑和迁移；多 key 操作一般需要 key 同槽。最终要按 RPO、RTO 和是否可重建数据选择持久化、复制、备份与集群配置，不能把它们等同于强一致或绝对零丢失。