redis的三種集羣方式

redis有三種集羣方式：主從複製，哨兵模式和集羣。

1.主從複製

主從複製原理：

• 從服務器鏈接主服務器，發送SYNC命令； 
• 主服務器接收到SYNC命名後，開始執行BGSAVE命令生成RDB文件並使用緩衝區記錄此後執行的全部寫命令； 
• 主服務器BGSAVE執行完後，向全部從服務器發送快照文件，並在發送期間繼續記錄被執行的寫命令； 
• 從服務器收到快照文件後丟棄全部舊數據，載入收到的快照； 
• 主服務器快照發送完畢後開始向從服務器發送緩衝區中的寫命令； 
• 從服務器完成對快照的載入，開始接收命令請求，並執行來自主服務器緩衝區的寫命令；（從服務器初始化完成）
• 主服務器每執行一個寫命令就會向從服務器發送相同的寫命令，從服務器接收並執行收到的寫命令（從服務器初始化完成後的操做）

主從複製優缺點：

優勢：

• 支持主從複製，主機會自動將數據同步到從機，能夠進行讀寫分離
• 爲了分載Master的讀操做壓力，Slave服務器能夠爲客戶端提供只讀操做的服務，寫服務仍然必須由Master來完成
• Slave一樣能夠接受其它Slaves的鏈接和同步請求，這樣能夠有效的分載Master的同步壓力。
• Master Server是以非阻塞的方式爲Slaves提供服務。因此在Master-Slave同步期間，客戶端仍然能夠提交查詢或修改請求。
• Slave Server一樣是以非阻塞的方式完成數據同步。在同步期間，若是有客戶端提交查詢請求，Redis則返回同步以前的數據

缺點：

• Redis不具有自動容錯和恢復功能，主機從機的宕機都會致使前端部分讀寫請求失敗，須要等待機器重啓或者手動切換前端的IP才能恢復。
• 主機宕機，宕機前有部分數據未能及時同步到從機，切換IP後還會引入數據不一致的問題，下降了系統的可用性。
• Redis較難支持在線擴容，在集羣容量達到上限時在線擴容會變得很複雜。

2.哨兵模式

當主服務器中斷服務後，能夠將一個從服務器升級爲主服務器，以便繼續提供服務，可是這個過程須要人工手動來操做。 爲此，Redis 2.8中提供了哨兵工具來實現自動化的系統監控和故障恢復功能。

哨兵的做用就是監控Redis系統的運行情況。它的功能包括如下兩個。

    （1）監控主服務器和從服務器是否正常運行。 
    （2）主服務器出現故障時自動將從服務器轉換爲主服務器。

哨兵的工做方式：

• 每一個Sentinel（哨兵）進程以每秒鐘一次的頻率向整個集羣中的Master主服務器，Slave從服務器以及其餘Sentinel（哨兵）進程發送一個 PING 命令。
• 若是一個實例（instance）距離最後一次有效回覆 PING 命令的時間超過 down-after-milliseconds 選項所指定的值， 則這個實例會被 Sentinel（哨兵）進程標記爲主觀下線（SDOWN）
• 若是一個Master主服務器被標記爲主觀下線（SDOWN），則正在監視這個Master主服務器的全部 Sentinel（哨兵）進程要以每秒一次的頻率確認Master主服務器的確進入了主觀下線狀態
• 當有足夠數量的 Sentinel（哨兵）進程（大於等於配置文件指定的值）在指定的時間範圍內確認Master主服務器進入了主觀下線狀態（SDOWN）， 則Master主服務器會被標記爲客觀下線（ODOWN）
• 在通常狀況下， 每一個 Sentinel（哨兵）進程會以每 10 秒一次的頻率向集羣中的全部Master主服務器、Slave從服務器發送 INFO 命令。
• 當Master主服務器被 Sentinel（哨兵）進程標記爲客觀下線（ODOWN）時，Sentinel（哨兵）進程向下線的 Master主服務器的全部 Slave從服務器發送 INFO 命令的頻率會從 10 秒一次改成每秒一次。
• 若沒有足夠數量的 Sentinel（哨兵）進程贊成 Master主服務器下線， Master主服務器的客觀下線狀態就會被移除。若 Master主服務器從新向 Sentinel（哨兵）進程發送 PING 命令返回有效回覆，Master主服務器的主觀下線狀態就會被移除。

 哨兵模式的優缺點

優勢：

• 哨兵模式是基於主從模式的，全部主從的優勢，哨兵模式都具備。
• 主從能夠自動切換，系統更健壯，可用性更高。

缺點：

• Redis較難支持在線擴容，在集羣容量達到上限時在線擴容會變得很複雜。

3.Redis-Cluster集羣

redis的哨兵模式基本已經能夠實現高可用，讀寫分離 ，可是在這種模式下每臺redis服務器都存儲相同的數據，很浪費內存，因此在redis3.0上加入了cluster模式，實現的redis的分佈式存儲，也就是說每臺redis節點上存儲不一樣的內容。

 Redis-Cluster採用無中心結構,它的特色以下：

• 全部的redis節點彼此互聯(PING-PONG機制),內部使用二進制協議優化傳輸速度和帶寬。

• 節點的fail是經過集羣中超過半數的節點檢測失效時才生效。

• 客戶端與redis節點直連,不須要中間代理層.客戶端不須要鏈接集羣全部節點,鏈接集羣中任何一個可用節點便可。

工做方式：

在redis的每個節點上，都有這麼兩個東西，一個是插槽（slot），它的的取值範圍是：0-16383。還有一個就是cluster，能夠理解爲是一個集羣管理的插件。當咱們的存取的key到達的時候，redis會根據crc16的算法得出一個結果，而後把結果對 16384 求餘數，這樣每一個 key 都會對應一個編號在 0-16383 之間的哈希槽，經過這個值，去找到對應的插槽所對應的節點，而後直接自動跳轉到這個對應的節點上進行存取操做。

爲了保證高可用，redis-cluster集羣引入了主從模式，一個主節點對應一個或者多個從節點，當主節點宕機的時候，就會啓用從節點。當其它主節點ping一個主節點A時，若是半數以上的主節點與A通訊超時，那麼認爲主節點A宕機了。若是主節點A和它的從節點A1都宕機了，那麼該集羣就沒法再提供服務了。