Redis 主从复制、哨兵、集群理论图文详解

在 Redis 的应用场景中，主从复制、哨兵和集群是保障其高可用性、高性能和数据一致性的关键技术。下面我们通过图文并茂的方式深入了解它们。

主从复制

主从复制是 Redis 实现高可用的基础。在主从复制架构中，有一个主节点（Master）和多个从节点（Slave）。主节点负责处理写操作，并将写命令同步给从节点。从节点则接收主节点的同步数据，并处理读操作。

从节点启动时，会向主节点发送 SYNC 命令。主节点收到命令后，会执行 BGSAVE 命令生成 RDB 文件，并将文件发送给从节点。从节点接收并加载 RDB 文件，完成数据初始化。之后，主节点会将写操作命令以日志形式持续发送给从节点，以保证数据的实时同步。

这种架构的优势在于，通过增加从节点可以分担读压力，提高系统的并发读取能力。当主节点出现故障时，从节点可以晋升为主节点，继续提供服务，增强了系统的可用性。

哨兵

虽然主从复制提供了一定的容错能力，但无法自动完成主从切换。这时，哨兵（Sentinel）就发挥作用了。

哨兵是一个独立的进程，它会监控 Redis 主从节点的运行状态。当主节点出现故障时，哨兵会通过一定的算法在从节点中选举出新的主节点，并将其他从节点指向新主节点，实现自动故障转移。

多个哨兵可以组成一个哨兵集群，它们之间通过互相通信来共同监控 Redis 节点。这种集群化的设计提高了哨兵的可靠性，避免了单点故障。

集群

Redis 集群是一个分布式的 Redis 部署方案，它将数据分布在多个节点上，以解决单机 Redis 的容量和性能瓶颈问题。

在 Redis 集群中，每个节点负责一部分数据槽（slot）。数据的存储和读取根据数据的键值计算出对应的槽位，然后路由到负责该槽位的节点上。

集群节点之间通过 Gossip 协议互相通信，交换彼此的状态信息。当某个节点出现故障时，集群可以自动将其负责的数据槽迁移到其他正常节点上，保证系统的正常运行。

通过对 Redis 主从复制、哨兵和集群的深入了解，我们能够更好地根据业务需求搭建稳定、高效的 Redis 架构，提升系统的整体性能和可用性。