Redis的集群模式：主从 & 哨兵 & 分片集群

• 基于Redis集群解决单机Redis存在的问题，在之前学Redis一直都是单节点部署

单机或单节点Redis存在的四大问题：

• 数据丢失问题：Redis是内存存储，服务重启可能会丢失数据  =>  利用Redis数据持久化的功能将数据写入磁盘
• 并发能力问题：单节点Redis并发能力虽然不错，但也无法满足如618这样的高并发场景  =>  搭建一主多从集群，实现读写分离
• 单点故障 - 故障恢复问题：如果Redis宕机，则服务不可用，需要一种自动的故障恢复手段  =>  利用Redis哨兵，实现健康检测和自动故障恢复
• 存储能力问题：Redis基于内存存储，单节点能存储的数据量难以满足海量数据要求  =>  搭建分片集群，利用插槽机制实现动态扩容，从理论上来讲，它的存储能力是没有上限的

1. Redis主从

• 搭建主从架构
• 主从数据同步原理

单节点Redis的并发能力是有上限的，要进一步提高Redis的并发能力，就需要搭建主从集群，实现读写分离。

1.1.主从集群结构

• Redis的集群往往都是主从集群，它往往会有一个Master主节点，多个Slave / Replica从节点。 

下图就是一个简单的Redis主从集群结构：

如图所示，集群中有一个Master主节点、两个Slave从节点（现在叫Replica） =>  起码要包含三个节点，要有三个Redis实例，一主两从。

• 在Redis 5.0以前，从节点是叫Slave的，后来改名叫Replica  =>  都是代表从节点 

当我们通过Redis的Java客户端访问主从集群时，应该做好路由：

• 如果是写操作，应该访问Master主节点，Master主节点会自动将数据同步给两个Slave从节点

• 如果是读操作，建议访问各个Slave从节点，从而分担并发压力

Master主节点可以执行set命令（写操作），Replica从节点只能执行get命令（读操作） 。

为什么Redis要做成这种主从的集群，而不是传统的负载均衡集群呢？

• 这是因为Redis应用当中大多数都是读多写少的场景，也就是查询比较多，而增删改比较少，既然如此，我们更多要应对的是读的压力，那我做了主从以后，我们还可以去做读写分离， 也就是说，我在执行写操作时，我让它去访问Master主节点，但如果执行的是读操作，那我就把你的请求分发到各个Slave或Replica从节点，这样我们一主多从，多个从节点共同承担读的请求，我们的读并发能力就可以得到一个比较大的提升，所以这就是为什么要搭建主从集群的一个原因了。
• 但是做主从集群，必须保证一点，就是客户端在读取的时候，不管访问到哪个Slave从节点，都必须要保证拿到相同的结果     =>    如何保证？  需要让Master主节点把它上面的数据同步给每一个Slave从节点，这就是Redis主从架构的一个基本模式了

1.2 搭建主从集群 

1. 准备实例和配置  

• 我们会在同一台虚拟机中开启3个Redis实例，模拟主从集群。  

• 我们会在同一个虚拟机中利用3个Docker容器来搭建主从集群。

• 要在同一台虚拟机开启3个实例，必须准备三份不同的配置文件和目录，配置文件所在目录也就是工作目录。

• 在同一个机器下还要修改每个实例的端口

2. 启动 & 开启主从关系

分别启动多个Redis实例，虽然我们启动了3个Redis实例，但是它们并没有形成主从关系，我们需要通过命令来配置主从关系：

# Redis5.0以前
slaveof  
# Redis5.0以后
replicaof  

有临时和永久两种模式：

• 永久生效：在redis.conf文件中利用slaveof命令指定Master主节点的IP和端口

• 临时生效：直接利用redis-cli控制台输入slaveof命令，指定Master主节点的IP和端口

INFO replication：查看集群的状态信息

这样，就可以实现读写分离了，如果在Slave从节点上执行set写操作，会报错：

假设有A、B两个Redis实例，如何让B作为A的Slave从节点？

• 在B节点执行命令：slaveof       A的IP     A的Port端口 

1.3 数据同步原理