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[2.Redis 主从复制](#2.Redis 主从复制)
[2.3.搭建Redis 主从复制](#2.3.搭建Redis 主从复制)
[3.Redis 哨兵模式](#3.Redis 哨兵模式)
[3.1.Redis 哨兵概述](#3.1.Redis 哨兵概述)
[3.6.搭建Redis 哨兵模式](#3.6.搭建Redis 哨兵模式)
[4.Redis 群集模式](#4.Redis 群集模式)
[4.1.Redis 群集概述](#4.1.Redis 群集概述)
[4.4.搭建Redis 群集](#4.4.搭建Redis 群集)
前言：
上次和读者们讲解了关于redis的配置与优化，今天我主要分享一下关于redis三种服务架构的主要内容。
1.Redis****三种模式概述
Redis 群集有三种模式，分别是主从同步 / 复制、哨兵模式、 Cluster ，下面会讲解一下三种模式的工作方式，以及如何搭建cluster 群集
主从复制：主从复制是高可用 Redis 的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。主
从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。
缺陷：故障恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。
哨兵：在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。
缺陷：写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制；哨兵无法对从节点进行自动故障转移，在
读写分离场景下，从节点故障会导致读服务不可用，需要对从节点做额外的监控、切换操作。
集群：通过集群， Redis 解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了
较为完善的高可用方案。
2.Redis****主从复制
主从复制，是指将一台 Redis 服务器的数据，复制到其他的 Redis 服务器。前者称为主节点
(Master) ，后者称为从节点 (Slave) ；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。
默认情况下，每台 Redis 服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点 ( 或没有从节点 ) ，但一个从节点只能有一个主节点。
2.1.主从复制的作用
数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服
务的冗余。
负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务
（即写 Redis 数据时应用连接主节点，读 Redis 数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是
在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高 Redis 服务器的并发量。
高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是
Redis 高可用的基础。
2.2.主从复制流程
若启动一个 Slave 机器进程，则它会向 Master 机器发送一个 "sync command" 命令，请求同步连
接。
无论是第一次连接还是重新连接， Master 机器都会启动一个后台进程，将数据快照保存到数据文
件中（执行 rdb 操作），同时 Master 还会记录修改数据的所有命令并缓存在数据文件中。
后台进程完成缓存操作之后， Master 机器就会向 Slave 机器发送数据文件， Slave 端机器将数据文
件保存到硬盘上，然后将其加载到内存中，接着 Master 机器就会将修改数据的所有操作一并发送给
Slave 端机器。若 Slave 出现故障导致宕机，则恢复正常后会自动重新连接。
Master 机器收到 Slave 端机器的连接后，将其完整的数据文件发送给 Slave 端机器，如果 Mater 同时
收到多个 Slave 发来的同步请求，则 Master 会在后台启动一个进程以保存数据文件，然后将其发送给所有的Slave 端机器，确保所有的 Slave 端机器都正常。
2.3.搭建Redis主从复制
3.Redis****哨兵模式
3.1.Redis****哨兵概述
主从切换技术的方法是：当服务器宕机后，需要手动一台从机切换为主机，这需要人工干预，不仅
费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点，就有了哨兵机制。
哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。
3.2.哨兵模式原理
哨兵 (sentinel): 是一个分布式系统，用于对主从结构中的每台服务器进行监控，当出现故障时通过投票机制选择新的 Master 并将所有 slave 连接到新的 Master 。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于 3 个节点。
3.3.哨兵模式的作用
监控：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
自动故障转移：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其
中一个从节点升级为新的主节点，并让其它从节点改为复制新的主节点。
通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：节点，不存储数据。
哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的 redis
数据节点：主节点和从节点都是数据节点。
3.4.故障转移机制
由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障
每个哨兵节点每隔 1 秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次 ping 命令做一次心跳检测。如果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息，那么这个哨兵就会认为这个主节点主观下线了（单方面的）。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了，这样就客观下线了。
2. 当主节点出现故障，此时哨兵节点会通过 Raft 算法（选举算法）实现选举机制共同选举出一个哨兵节点为leader ，来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于 3 个节点。
3. 由 leader 哨兵节点执行故障转移，过程如下：
将某一个从节点升级为新的主节点，让其它从节点指向新的主节点；
若原主节点恢复也变成从节点，并指向新的主节点；
通知客户端主节点已经更换。
需要特别注意的是，客观下线是主节点才有的概念；如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。
3.5.主节点的选举
过滤掉不健康的（已下线的），没有回复哨兵 ping 响应的从节点。
选择配置文件中从节点优先级配置最高的。（ replica-priority ，默认值为 100 ）
选择复制偏移量最大，也就是复制最完整的从节点。
3.6.搭建Redis哨兵模式
4.Redis****群集模式
4.1.Redis群集概述
集群由多个节点 (Node) 组成， Redis 的数据分布在这些节点中。集群中的节点分为主节点和从节
点：只有主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。
4.2.集群的作用
集群的作用，可以归纳为两点：
（1 ）数据分区：数据分区 ( 或称数据分片 ) 是集群最核心的功能。
集群将数据分散到多个节点，一方面突破了 Redis 单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。
Redis 单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，
bgsave 和 bgrewriteaof 的 fork 操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。
（ 2 ）高可用：集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障时，集群仍然可以对外提供服务
4.3.Redis****集群的数据分片
Redis 集群引入了哈希槽的概念
Redis 集群有 16384 个哈希槽（编号 0-16383 ）
集群的每个节点负责一部分哈希槽
每个 Key 通过 CRC16 校验后对 16384 取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作
以 3 个节点组成的集群为例：
节点 A 包含 0 到 5460 号哈希槽
节点 B 包含 5461 到 10922 号哈希槽
节点 C 包含 10923 到 16383 号哈希槽
#Redis 集群的主从复制模型
集群中具有 A 、 B 、 C 三个节点，如果节点 B 失败了，整个集群就会因缺少 5461-10922 这个范围的槽而不可以用。
为每个节点添加一个从节点 A1 、 B1 、 C1 整个集群便有三个 Master 节点和三个 slave 节点组成，在节点 B失败后，集群选举B1 位为的主节点继续服务。当 B 和 B1 都失败后，集群将不可用。
4.4.搭建Redis群集
总结：
今天主要是对redis三种服务架构做了一个详细的描述和讲解，希望对读者们有所帮助！