總結分享之Redis三種集群模式

這篇文章為大家帶來了關於Redis的相關知識，redis有三種集群模式，其中主從是最常見的模式，今天透過本文給大家分享Redis三種集群模式介紹，有興趣的朋友一起看看吧，希望對大家有幫助。

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#三種叢集模式

• redis有三種集群模式，其中主從是最常見的模式。
• Sentinel 哨兵模式是為了彌補主從複製叢集中主機宕機後，主備切換的複雜性而演變出來的。哨兵顧名思義，就是用來監控的，主要作用就是監控主從集群，自動切換主備，完成集群故障轉移。
• cluster 模式是redis官方提供的叢集模式，使用了Sharding 技術，不僅實現了高可用、讀寫分離、也實現了真正的分散式儲存。

一、主從複製

redis主從複製

1、reids主從模式

2、redis複製原理

redis 的複製分為兩部分操作同步（SYNC）和命令傳播（command propagate）

• 同步（SYNC）用來將從伺服器的狀態更新到和主伺服器一致。白話文解釋就是從​​伺服器主動取得 主伺服器的資料。保持數據一致。具體實作是，主伺服器收到SYNC指令後，產生RDB快照文件，然後傳送給從伺服器。
• 指令傳播 （command propagate）用於在主伺服器資料被修改後，主從不一致，為了讓從伺服器保持和主伺服器狀態一致，而做的命令傳播。白話文解釋就是主伺服器收到客戶端修改資料指令後，資料庫資料會發生變化，同時將指令快取起來，然後將快取指令傳送到從伺服器，從伺服器透過載入快取指令來達到主從資料一致。這就是所謂的命令傳播。
• 為什麼需要有同步和命令傳播的兩種複製操作： 當只有同步操作時候，那麼在從伺服器向主伺服器發送SYNC命令時候，主伺服器在生成RDB快照檔案時候，仍然會收到客戶端的命令修改資料狀態，這部分資料如果無法傳達給從伺服器，那麼就會出現主從資料不一致的現象。這時候就出現了命令傳播，主伺服器收到從伺服器的SYNC命令後，生成RDB快照檔案同時，將此段時間內收到的命令快取起來，然後使用命令傳播的操作發送從伺服器。來達到主從數據一致。

3、redis主從複製原理

#上面介紹了redis複製的兩種操作，而redis得主則從複製正式基於同步和命令傳播來實現得。下面兩張圖展示了redis複製的流程：

4、redis主從複製優缺點

優點：

1、實作讀寫分離，提高了可用性，解決了單機故障2、主從複製期間master和slave都是非阻塞方式，仍然可用。

缺點：

1、master宕機期間，需要手動切換主機，同時會有部分資料無法及時同步從伺服器，造成資料不一致（需要手動手動介入）

2、slave宕機後，多個slave恢復後，大量的SYNC同步會造成master IO壓力倍增（可以手動規避啟動時間）

3、線上擴容較複雜。

總結：

redis主從複製的優點主要是提高了可用性缺點

二、Sentinel 哨兵模式

Sentinel 哨兵Sentinel 哨兵介紹

Sentinel 哨兵本質上是一個運行在特殊模式下的Redis實例，只是初始化的過程和工作與普通的Redis不同，本質上也是一個單獨的進程。

Sentinel 哨兵是Redis的高可用解決方案：一個或多個Sentinel實例（instance）組成的Sentinel系統（system）可以監視任意多個主伺服器，以及這些主伺服器屬下的所有從伺服器，並在主伺服器下線時可自動切換從伺服器升級為主伺服器。

1、Sentinel系統

下圖是一個簡單的Sentinel系統架構圖，一個Sentinel系統監視一個主從集群，其中server1是Redis主伺服器，server2 /3/4是Redis 從伺服器。主從之間利用上面的主從複製來達到主從一致。而Sentinel系統監視整個主從集群。

2、Sentinel故障轉移

當Sentinel系統察覺到Server1主機伺服器離線時，就會終止server2/3 /4的複製。

同時Sentinel將server2升級為主伺服器，server3/4從新的主伺服器複製。同時等待server1的再次上線。

Sentinel系統也可以主動降級主服務為從伺服器，將從伺服器升級為主伺服器。

2.1、Sentinel 哨兵監控過程

Sentinel 哨兵監控叢集過程：

• #指令Sentinel哨兵透過發送指令，讓redis伺服器回傳運作狀態。發布訂閱 當主伺服器狀態變更時，Sentinel哨兵透過
• 發布訂閱模式通知其他從伺服器。

2.2、Sentinel 哨兵故障轉移

Sentinel 故障轉移：

• 1、Sentinel系統中的Sentinel實例每隔1s就像集群發送PING命令
• 2、如果集群中有實例的回應Sentinel實例時間超過了down-after-milliseconds，那麼這個實例就會發送PING命令的Sentinel實例被主觀下線
• 3、那麼什麼時候會客觀下線呢？需要Sentinel系統中其他實例也確認叢集中該實例主管下線。
• 如果master主伺服器被標記為主觀下線，則Sentinel系統中監視master的Sentinel進程需要以每秒一次的頻率確認Master是否進入主管下線狀態
• 4、當有足夠的Sentinel實例（取決於設定）確認Master進入了主管下線，則Master會被標記為客觀下線。
  

3、Sentinel 哨兵優缺點

優點：

1.哨兵模式基於主從複製，因此主從複製的優點哨兵都具備2、哨兵具備了主從切換和故障轉移，因此集群有了更高的可用性

缺點：

1、Redis較難支援線上擴容，線上擴容較複雜。

總結：
sentinel 哨兵主要用來監控redis主從集群，提高了redis 主從集群的可用性。

三、cluster 模式

redis cluster

#1、reids cluster

Redis Cluster是一種伺服器Sharding技術，redis 3.0版本開始正式提供。
Sentinel基本上已經實現了高可用，但是每台機器都儲存相同內容，很浪費內存，所以Redis Cluster實現了分散式儲存。每台機器節點上儲存不同的內容。

2、Redis Cluster 資料分片原理

redis 資料分片使用的是hash slot， redis集群有16384個哈希槽，每個Key透過CRC16校驗後對16384取模來決定放置哪一個槽。
當訪問redis key時候，redis會根據CRC16演算法得到一個結果，然後把結果和16384求餘，透過這個值去對應節點取得資料。
這個時候，應用程式客戶端其實只需要連接其中任何一個節點即可，然後Redis Cluster 中每個節點都保存了其他節點得槽資訊。這樣當存取key計算完槽之後，透過儲存槽資訊從配置中取得節點信息，然後再去對應節點獲取資料。

3、Redis Cluster 複製原理

redis-cluster叢集引入了主從複製模型，一個主節點對應一個或多個從節點，當主節點宕機的時候，就會啟用從節點。當其它主節點 ping 一個主節點 A 時，如果半數以上的主節點與 A 通訊逾時，那麼就認為主節點 A 宕機了。如果主節點 A 和它的從節點 A1 都宕機了，那麼該叢集就無法再提供服務了

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