Redis 集群方案

集群方案

Redis 提供了多种集群方式以满足不同的业务需求，主要包括 主从复制（Master-Slave Replication）、哨兵模式（Sentinel）和 集群模式（Cluster）。以下是各模式的详细对比和说明：

1、主从复制（Master-Slave Replication）

1. 架构特点

• 单主多从：一个主节点（Master）负责写入，多个从节点（Slave）复制主节点数据，从节点支持读操作。
• 数据同步：主节点通过 RDB 快照和增量日志（AOF 重写）向从节点同步数据。
• 读写分离：读请求由从节点处理，写请求集中在主节点，提升读性能。

2. 核心功能

• 数据备份：从节点作为主节点的副本，用于容灾备份。
• 扩展读能力：通过增加从节点数量分担读压力。
• 手动故障转移：主节点故障时需手动将从节点提升为新主节点。

3. 优缺点

4. 适用场景

• 简单数据备份和读写分离场景（如缓存层读扩展）。
• 对高可用性要求不高的业务（如非核心系统）。

2、哨兵模式（Sentinel）

1. 架构特点

• 主从 + 哨兵节点：在主从复制基础上，引入独立的哨兵节点（Sentinel）组成集群。
• 自动监控：哨兵节点定期监控主从节点状态，检测主节点故障。
• 自动故障转移：主节点故障时，哨兵自动选举从节点为新主节点，并重新配置其他从节点。

2. 核心流程

1. 监控：哨兵节点通过 PING 命令检查主从节点存活状态。
2. 选举：当主节点被多数哨兵认定为下线（ODOWN），触发选举机制，选择最优从节点（如复制偏移量最大、优先级最高）。
3. 故障转移：将选中的从节点提升为新主节点，其他从节点指向新主节点，通知客户端更新连接。

3. 优缺点

4. 适用场景

• 对高可用性要求较高的场景（如生产环境缓存）。
• 数据量较小、写请求不密集的业务（如中小型应用）。

3、集群模式（Cluster）

1. 架构特点（Redis Cluster）

• 分布式架构：节点分为 主节点（Master） 和 从节点（Slave），主节点负责数据读写，从节点作为备份。
• 数据分片（Sharding）：通过 哈希槽（Hash Slot） 机制将数据分散到不同主节点。Redis 集群共有 16384 个哈希槽，每个主节点负责部分槽位。
• 节点间通信：节点通过 Gossip 协议 交换集群状态，自动发现和维护节点关系。

2. 核心机制

• 哈希槽分配：
  数据键通过 CRC16(key) % 16384 计算槽位，映射到对应主节点。例如：

  槽位 0-5460 → 节点 A
  槽位 5461-10922 → 节点 B
  槽位 10923-16383 → 节点 C
  

• 自动故障转移：与哨兵模式类似，主节点故障时，从节点自动提升为新主节点，并重新分配槽位。
• 横向扩展：可通过添加节点组（主从对）动态调整槽位分布，无需停机。

3. 优缺点

4. 适用场景

• 数据量较大（GB 级以上）或访问流量高的场景（如大型电商、社交平台）。
• 需要水平扩展读写能力的业务（如实时统计、分布式缓存）。

4、三种模式对比表格

5、选择建议

1. 小规模场景：
   • 若仅需备份和读写分离，选 主从复制。
   • 若需自动故障转移，选 哨兵模式。
2. 大规模场景：
   • 数据量超过单机限制或需高并发，选 集群模式。
3. 特殊需求：
   • 需多数据中心容灾，可结合 主从复制 + 异步复制。
   • 需强一致性，谨慎使用（Redis 基于异步复制，存在短暂数据丢失可能）。