Redis集群方案
前言
最开始 Redis 是单机的，如果部署 Redis 的服务器出现问题，那么整个 Redis 服务都会不可用（单点问题）。在一些对可用性要求比较高的场景，工程师们开始研究如何实现 Redis 高可用，即实现 Redis 集群部署。
Redis 官方目前支持主从模式、哨兵模式和 Redis-Cluster，第三方也有类似 Codis 等中间件，来实现这一目标。
Redis 主从模式
在有了一台 Redis 主机的基础上，再搭一个或几个 Redis 从机。
客户端写请求会跟主机交互，主机写入完成后，异步地将数据刷到从机。当然，为了降低主机的压力，从机也可以承担一部分读请求。
主从模式实现了读写分离。但并不具备自动容错和恢复功能，当主机或从机某一台宕机，需要人工干预，将从机设置为主机，这期间可能导致数据不一致的问题。
Redis 哨兵模式
Redis 2.8 开始，官方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。哨兵工具的作用：
- 监控主机和从机否正常运行
- 当主机出现故障时自动将从机转换为主机（主从切换）
哨兵模式实现了自动恢复，但当Redis容量达到瓶颈事，不方便在线扩容。
Redis-Cluster
Redis-Cluster 是 Redis 官方推出的集群方案。简而言之，Redis-Cluster 集成了主从和哨兵的功能，并支持在线扩容。假设我们有 3 台服务器，在上面分别部署 Redis-Cluster，每台服务器我们称之为一个节点（node），客户端发过来的 key 会被分配到不同的节点上去。
分片
具体的方案是：将整个 Redis Cluster 集群分为 16384 个 哈希槽（hash slots），每个节点会承担一部分槽的存储，客户端 key 通过 CRC16 算法计算出要落到哪个槽。例如：
- 节点 A 承担 0 到 5500.
- 节点 B 承担 5501 到 11000.
- 节点 C 承担 11001 到 16383.
当需要扩容时，只需要往集群中加入一个 节点D，只需要将 A、B、C 的一部分 hash slots 分给 D 即可。删减节点也是类似。
主从
为了实现高可用，除了 3 台主服务器，我们还需要 3 台从服务器，形成一个 3主3从 的架构，分别为主节点 A、B、C 和 从节点 A1、B1、C1。 当主节点 B 挂掉了， B1 可以顶上继续提供服务。 A 和 A1、 B 和 B1、 C 和 C1 持有相同的数据。
一致性保证
按官方的说法，Redis-Cluster 不保证强一致性。在一定的条件下，可能会造成写丢失，因为 主节点到从节点的复制是异步的 ，例如，当主节点B写入成功并给客户端返回成功标志，但还未复制到从节点B1时，主节点B宕机了，此时从节点B1提升为主节点，但却不持有刚刚写入的那份数据。当然，Redis-Cluster也支持主从复制改成同步，但依然可能存在写丢失，尽管概率很低。
多 key 操作
Redis-Cluster 对多 key 操作的支持十分有限，仅支持同一哈希槽的多 key 操作。官方给出的方案是，假如你要对某一类的 key 进行 多 key 操作，可以通过 Hash tags 标签将这类 key 都打到某个固定的槽上去。但是在实际生产环境中，这个方案可能带来数据倾斜的问题，即某一个槽的 key 非常多。
Codis
Codis 是由豌豆荚团队开发并开源的一个 Redis 中间件。跟 mycat 类似，它隐藏了背后的众多 Redis 机器，在客户端看来，它跟一个单实例 Redis 没有区别。但它承担了将 key 分发到背后真正的 Redis 机器上去的功能，来达到横向扩展的目的。
Codis 自 2018 年之后就不更新了，不建议在生产环境使用。仅供思路参考。
参考：