redis的三種集群方式
redis有三種集群方式：主從復(fù)制，哨兵模式和集群。
1.主從復(fù)制
主從復(fù)制原理：
- 從服務(wù)器連接主服務(wù)器，發(fā)送SYNC命令；
- 主服務(wù)器接收到SYNC命名后，開始執(zhí)行BGSAVE命令生成RDB文件并使用緩沖區(qū)記錄此后執(zhí)行的所有寫命令；
- 主服務(wù)器BGSAVE執(zhí)行完后，向所有從服務(wù)器發(fā)送快照文件，并在發(fā)送期間繼續(xù)記錄被執(zhí)行的寫命令；
- 從服務(wù)器收到快照文件后丟棄所有舊數(shù)據(jù)，載入收到的快照；
- 主服務(wù)器快照發(fā)送完畢后開始向從服務(wù)器發(fā)送緩沖區(qū)中的寫命令；
- 從服務(wù)器完成對快照的載入，開始接收命令請求，并執(zhí)行來自主服務(wù)器緩沖區(qū)的寫命令；（從服務(wù)器初始化完成）
- 主服務(wù)器每執(zhí)行一個寫命令就會向從服務(wù)器發(fā)送相同的寫命令，從服務(wù)器接收并執(zhí)行收到的寫命令（從服務(wù)器初始化完成后的操作）
主從復(fù)制優(yōu)缺點：
優(yōu)點：
- 支持主從復(fù)制，主機會自動將數(shù)據(jù)同步到從機，可以進(jìn)行讀寫分離
- 為了分載Master的讀操作壓力，Slave服務(wù)器可以為客戶端提供只讀操作的服務(wù)，寫服務(wù)仍然必須由Master來完成
- Slave同樣可以接受其它Slaves的連接和同步請求，這樣可以有效的分載Master的同步壓力。
- Master Server是以非阻塞的方式為Slaves提供服務(wù)。所以在Master-Slave同步期間，客戶端仍然可以提交查詢或修改請求。
- Slave Server同樣是以非阻塞的方式完成數(shù)據(jù)同步。在同步期間，如果有客戶端提交查詢請求，Redis則返回同步之前的數(shù)據(jù)
缺點：
- Redis不具備自動容錯和恢復(fù)功能，主機從機的宕機都會導(dǎo)致前端部分讀寫請求失敗，需要等待機器重啟或者手動切換前端的IP才能恢復(fù)。
- 主機宕機，宕機前有部分?jǐn)?shù)據(jù)未能及時同步到從機，切換IP后還會引入數(shù)據(jù)不一致的問題，降低了系統(tǒng)的可用性。
- Redis較難支持在線擴容，在集群容量達(dá)到上限時在線擴容會變得很復(fù)雜。
2.哨兵模式****
當(dāng)主服務(wù)器中斷服務(wù)后，可以將一個從服務(wù)器升級為主服務(wù)器，以便繼續(xù)提供服務(wù)，但是這個過程需要人工手動來操作。 為此，Redis 2.8中提供了哨兵工具來實現(xiàn)自動化的系統(tǒng)監(jiān)控和故障恢復(fù)功能。
哨兵的作用就是監(jiān)控Redis系統(tǒng)的運行狀況。它的功能包括以下兩個。
（1）監(jiān)控主服務(wù)器和從服務(wù)器是否正常運行。
（2）主服務(wù)器出現(xiàn)故障時自動將從服務(wù)器轉(zhuǎn)換為主服務(wù)器。
哨兵的工作方式：
- 每個Sentinel（哨兵）進(jìn)程以每秒鐘一次的頻率向整個集群中的Master主服務(wù)器，Slave從服務(wù)器以及其他Sentinel（哨兵）進(jìn)程發(fā)送一個 PING 命令。
- 如果一個實例（instance）距離最后一次有效回復(fù) PING 命令的時間超過 down-after-milliseconds 選項所指定的值， 則這個實例會被 Sentinel（哨兵）進(jìn)程標(biāo)記為主觀下線（SDOWN）
- 如果一個Master主服務(wù)器被標(biāo)記為主觀下線（SDOWN），則正在監(jiān)視這個Master主服務(wù)器的所有 Sentinel（哨兵）進(jìn)程要以每秒一次的頻率確認(rèn)Master主服務(wù)器的確進(jìn)入了主觀下線狀態(tài)
- 當(dāng)有足夠數(shù)量的 Sentinel（哨兵）進(jìn)程（大于等于配置文件指定的值）在指定的時間范圍內(nèi)確認(rèn)Master主服務(wù)器進(jìn)入了主觀下線狀態(tài)（SDOWN）， 則Master主服務(wù)器會被標(biāo)記為客觀下線（ODOWN）
- 在一般情況下， 每個 Sentinel（哨兵）進(jìn)程會以每 10 秒一次的頻率向集群中的所有Master主服務(wù)器、Slave從服務(wù)器發(fā)送 INFO 命令。
- 當(dāng)Master主服務(wù)器被 Sentinel（哨兵）進(jìn)程標(biāo)記為客觀下線（ODOWN）時，Sentinel（哨兵）進(jìn)程向下線的 Master主服務(wù)器的所有 Slave從服務(wù)器發(fā)送 INFO 命令的頻率會從 10 秒一次改為每秒一次。
- 若沒有足夠數(shù)量的 Sentinel（哨兵）進(jìn)程同意 Master主服務(wù)器下線， Master主服務(wù)器的客觀下線狀態(tài)就會被移除。若 Master主服務(wù)器重新向 Sentinel（哨兵）進(jìn)程發(fā)送 PING 命令返回有效回復(fù)，Master主服務(wù)器的主觀下線狀態(tài)就會被移除。
哨兵模式的優(yōu)缺點
優(yōu)點：
- 哨兵模式是基于主從模式的，所有主從的優(yōu)點，哨兵模式都具有。
- 主從可以自動切換，系統(tǒng)更健壯，可用性更高。
缺點：
- Redis較難支持在線擴容，在集群容量達(dá)到上限時在線擴容會變得很復(fù)雜。
3.Redis-Cluster集群****
redis的哨兵模式基本已經(jīng)可以實現(xiàn)高可用，讀寫分離 ，但是在這種模式下每臺redis服務(wù)器都存儲相同的數(shù)據(jù)，很浪費內(nèi)存，所以在redis3.0上加入了cluster模式，實現(xiàn)的redis的分布式存儲，也就是說每臺redis節(jié)點上存儲不同的內(nèi)容。
Redis-Cluster采用無中心結(jié)構(gòu),它的特點如下：
所有的redis節(jié)點彼此互聯(lián)(PING-PONG機制),內(nèi)部使用二進(jìn)制協(xié)議優(yōu)化傳輸速度和帶寬。
節(jié)點的fail是通過集群中超過半數(shù)的節(jié)點檢測失效時才生效。
客戶端與redis節(jié)點直連,不需要中間代理層.客戶端不需要連接集群所有節(jié)點,連接集群中任何一個可用節(jié)點即可。
工作方式：
在redis的每一個節(jié)點上，都有這么兩個東西，一個是插槽（slot），它的的取值范圍是：0-16383。還有一個就是cluster，可以理解為是一個集群管理的插件。當(dāng)我們的存取的key到達(dá)的時候，redis會根據(jù)crc16的算法得出一個結(jié)果，然后把結(jié)果對 16384 求余數(shù)，這樣每個 key 都會對應(yīng)一個編號在 0-16383 之間的哈希槽，通過這個值，去找到對應(yīng)的插槽所對應(yīng)的節(jié)點，然后直接自動跳轉(zhuǎn)到這個對應(yīng)的節(jié)點上進(jìn)行存取操作。
為了保證高可用，redis-cluster集群引入了主從模式，一個主節(jié)點對應(yīng)一個或者多個從節(jié)點，當(dāng)主節(jié)點宕機的時候，就會啟用從節(jié)點。當(dāng)其它主節(jié)點ping一個主節(jié)點A時，如果半數(shù)以上的主節(jié)點與A通信超時，那么認(rèn)為主節(jié)點A宕機了。如果主節(jié)點A和它的從節(jié)點A1都宕機了，那么該集群就無法再提供服務(wù)了。
