【后端面试基础】-【Redis篇】（五）: Redis的主从、哨兵和集群

Redis高可用

高可用通常来描述一个系统经过专门的设计，从而减少停工时间，而保持其服务的高度可用性。Redis中实现高可用主要有三种方式：主从模式、哨兵、集群。

主从架构

将系统中多个Redis节点进行责任划分，其中一个Redis节点作为主节点，剩余的Redis节点作为从节点。主节点提供整个系统数据的增删改，从节点只提供读操作。当主节点更新数据时，将数据同步到从节点，从而保持系统中各个节点数据一致。

主从同步

• 全量同步

当第一次master与slave同步时，采用增量同步

1.  从服务器启动发送一个psync命令
2.  此时主服务器会执行一次Bgsave,生成RDB文件,而且此时开辟一个缓冲区,此时所有的写命令都将同步到缓冲区
3.  当RDB文件生成完成,主服务器同步给从服务器
4.  从服务器加载RDB完成,再同步主服务器的缓冲区数据,至此完成数据的全量同步

• 增量同步

当slave重启后与master进行同步，此时无必要使用全量同步。master和其他slave之间会维护一个环形的数组和指针，指针表明当前数据的进度，指针指向相同则数据一致。当salve重启后，master 会查看与salve指针间相差的数据，将数据发送给slave，当与salve差距过大时，直接使用全量同步。

哨兵

哨兵是Redis中额外启动的服务,用来监控Redis的Master和Slave节点，保证高可用，它主要有以下三个作用。

• 监控

每个一段时间向Master和Slave定时发送心跳包探测是否存活。

• 节点下线

1. 主观下线

哨兵向节点发送心跳,如果未回复则认为该redis节点主观下线。

2. 客观下线

如果是redis主节点下线，该哨兵会向其他哨兵征求意见，超过半数认为该redis节点下线，那么这个Redis主节点就主观下线，开启故障转移操作。

• 故障转移

基于Raft算法实现选举操作,产生新的Leader,然后向其他Follwer节点同步。

集群

集群是Redis实现高可用的一种方式，它实现了分布式存储，将整个数据进行分片存储。

• 分片原理

  1. 基于hash槽实现,每个集群有16384个槽,当客户端传入key时,按crc16校验后对16384取模,决定key放在哪个槽..
  2. 集群中的每个redis节点管理1个或者多个节点，理论上可以有16384个节点，每个redis节点管理一个槽
  3. redis集群中每个节点都存储了其他节点的信息,基于gossip算法传播信息链接。当key传入后可返回该key所在redis节点的信息

• 主从模式

集群中的每个节点也实现了主从模型,实现数据同步和故障转移。