redis各种模式优缺点对比

主从模式

客户端可对主数据库进行读写操作，对从数据库进行读操作，主数据库写入的数据会实时自动同步给从数据库。

• slave初始化第一步：slave启动后，向master发送SYNC命令，master将快照信息给到slave节点，并利用缓冲区来记录持续的写请求
• slave初始化第二步：收到快照信息完成初始化，
• slave初始化第三步：将缓冲区写请求给到slave节点，slave接收命令并执行，完成复制初始化
• 开始同步写请求，master收到写请求后，同步给slave节点

优点

• 读写分离：master能自动将数据同步到slave，可以进行读写分离，分担master的读压力
• master、slave之间的同步是以非阻塞的方式进行的，同步期间，客户端仍然可以提交查询或更新请求

缺点

• 不具备自动容错与恢复功能，master或slave的宕机都可能导致客户端请求失败，需要等待机器重启或手动切换客户端IP才能恢复
• master宕机，如果宕机前数据没有同步完，则切换IP后会存在数据不一致的问题
• 难以支持在线扩容，Redis的容量受限于单机配置
• 每台redis服务器都存储相同的数据，很浪费内存

哨兵模式

主从模式中，我们讲到当主服务器中断服务后，需要人工手动来操作将一个从服务器升级为主服务器。 为此，Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个：

• （1）监控主服务器和从服务器是否正常运行。
• （2）主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

主要流程是：

• 1、定时发送请求，判断master是否应答
• 2、不应答，主观认为master节点不可用，
• 3、向其他哨兵发送请求，开启投票，如果其他哨兵也认同，则认为客观下线
• 4、哨兵之间采取Raft算法选举领头哨兵
• 5、领头哨兵开始从下线的master从节点中选举节点来做master节点，一套逻辑

优点

主从集群的优点，外加能自动选举master节点。

缺点

• 哨兵节点也需要资源，万一哨兵出现问题咋办呢？
• 主从模式的缺点也有，就是主从不一致，主master收到修改命令后，立马下线，都还没备份到从节点。
• Redis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。
• 每台redis服务器都存储相同的数据，很浪费内存。

集群模式：分布式

哨兵模式难以在线扩容，Cluster模式实现了Redis的分布式存储，即每台节点存储不同的内容，来解决在线扩容的问题。
Cluster采用无中心结构,它的特点如下：

• 客户端与redis节点直连，不需要中间代理层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可
• 所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽
  这样任何一个请求可以获取数据，因为这些节点之间可以通信，不存在我这里的数据，我会去找其他节点，请求数据。
• 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效

取数据：

• 在redis的每一个节点上，都有这么两个东西，一个是插槽（slot），它的的取值范围是：0-16383。还有一个就是cluster，可以理解为是一个集群管理的插件。
• 存取的key到达的时候，redis会根据crc16的算法得出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，
• 通过这个值，去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。

优点

• 无中心架构，数据按照slot分布在多个节点。
• 集群中的每个节点都是平等的关系，每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。
• 可线性扩展到1000多个节点，节点可动态添加或删除
• 能够实现自动故障转移，节点之间通过gossip协议交换状态信息，用投票机制完成slave到master的角色转换

缺点

• 客户端实现复杂，驱动要求实现Smart Client，缓存slots mapping信息并及时更新，提高了开发难度。目前仅JedisCluster相对成熟，异常处理还不完善，比如常见的“max redirect exception”
• 节点会因为某些原因发生阻塞（阻塞时间大于 cluster-node-timeout）被判断下线，这种failover是没有必要的
• 数据通过异步复制，不保证数据的强一致性
• slave充当“冷备”，不能缓解读压力
• 批量操作限制，目前只支持具有相同slot值的key执行批量操作，对mset、mget、sunion等操作支持不友好
• key事务操作支持有线，只支持多key在同一节点的事务操作，多key分布不同节点时无法使用事务功能

参考文章

redis集群优缺点