【Redis】Redis集群的三种模式——主从复制、哨兵模式、Cluster

一、主从复制模式

主数据库可进行读写，当写操作导致数据变化时会自动将数据同步到从数据库；
从数据库一般是只读的，并接受主数据库同步过来的数据

1、工作原理

（1）Slave从节点服务启动并连接到Master之后，它将主动发送一个SYNC命令
（2）Master服务主节点收到同步命令后，开始执行BGSAVE命令生成快照文件（RDB文件），并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令
（3）Master服务主节点BGSAVE执行完后，向所有Slave从节点服务发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令
（4）Slave从节点服务收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照
（5）Master服务主节点快照发送完毕后开始想Slave服务从节点发送缓冲区的写命令
（6）Slave服务从节点完成对快照的载入，开始后接收命令请求，并执行来自Master服务主节点缓冲区的写命令
（7）Master服务主节点每执行一个写命令就会向Slave服务从节点发送相同的写命令，Slave服务从节点接收并执行收到的写命令

主从刚刚连接的时候，进行全量同步，全量同步结束后，进行增量同步。
如果Master和Slave之间的链接出现断连现象，Slave可以自动重连Master，但是在连接成功之后，一次完全同步将被自动执行。但在2.8版本之后，断开重连。回见断开期间的命令传给Slave，进行增量同步。

当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器。
这个需要人工干预，会赵成一段时间服务不可用。

2、特点

（1）读写分离，分担master的读写压力
（2）每台redis服务器存储的数据是相同的，浪费内存
（3）方便容灾恢复
（4）不具备自动容错和恢复功能，需人工介入
（5）较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂

二、哨兵模式

1、工作原理

（1）哨兵是一个独立的进程，会独立运行
（2）哨兵通过发送命令，让redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器
（3）当哨兵检测到Master宕机，会自动将Slave切换成Master，然后通过发布订阅模式通知其他从服务器，修改配置文件，让他们切换主机
故障切换
假设Master宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统不会马上进行failover【故障转移】过程，仅仅是哨兵1主观的认为服务器不可用，这个现象称为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover操作。切换成功后，会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。

2、特点

主从可以自动切换，具备自动容错和恢复功能

三、Cluster集群模式

每一个蓝色的圈都代表着一个redis的服务器节点。它们任何两个节点之间都是相互连通的。客户端可以与任何一个节点相连接，然后就可以访问集群中的任何一个节点。对其进行存取和其他操作

Cluster集群模式采用的是分片技术

1、工作原理

Redis集群引入了哈希槽，一共有哦16384个哈希槽，集群每个节点负责一部分槽，每个key通过CRC16检验后对16384取模，通过这个值，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。
当要增加新的节点到集群里，就把原来的节点所拥有的槽分一部分给新的节点即可，当移除一个节点是，把这个节点上的槽移给其他槽，再把没有任何槽的这个节点移除即可。

集群如何判断节点是否挂掉了

集群中的每个节点至少一个备用的redis服务。这个备用的redis称为从节点（slave）
（1）每一个节点都存有这个集群所有主节点以及从节点的信息
（2）它们之间通过互相的ping-pong判断是否节点可以连接上
（3）如果有一半以上的节点去ping一个节点的时候没有回应，集群就认为这个节点宕机了，然后去连接它的备用节点
（4）如果某个节点和所有从节点全部挂掉，我们集群就进入faill状态
（5）如果有一半以上的主节点宕机，那么我们集群同样进入fail状态
（6）投票过程是集群中所有master参与，如果半数以上master节点与master节点通信超时，认为当前master节点挂掉.

2、特点

每个redis节点存储不同的内容