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 “Redis用過嗎?”

“用過。”

“能談談對Redis集群的認識嗎?”

“額……”

這是一段真實的面試經歷。

最近，各大互聯(lián)網公司都開始了裁員，導致大量互聯(lián)網從業(yè)人員又開始了艱辛的求職路。老手自不必說，但對于久在項目里但基本只是使用Redis的程序員們來說，估計這問題得難倒一部分人。

Redis集群方式共有三種：主從模式，哨兵模式，cluster(集群)模式。下面我們來一起看卡這三種模式分別是如何工作的吧。

主從模式

主從模式是三種集群方式里最簡單的。它主要是基于Redis的主從復制特性架構的。通常我們會設置一個主節(jié)點，N個從節(jié)點。

默認情況下，主節(jié)點負責處理使用者的IO操作，而從節(jié)點則會對主節(jié)點的數據進行備份，并且也會對外提供讀操作的處理。這樣做有兩個目的：備份數據，負載均衡。

備份數據

主從模式下，當某一節(jié)點損壞時，因為其會將數據備份到其它Redis實例上，這樣做在很大程度上可以恢復丟失的數據。

負載均衡

主從模式下，主節(jié)點和從節(jié)點是讀寫分離的。使用者不僅可以從主節(jié)點上讀取數據，還可以很方便的從從節(jié)點上讀取到數據，這在一定程度上緩解了主機的壓力。

當然，從節(jié)點也是能夠支持寫入數據的，只不過從從節(jié)點寫入的數據不會同步到主節(jié)點以及其它的從節(jié)點下。

從以上，我們不難看出Redis在主從模式下，必須保證主節(jié)點不會宕機——一旦主節(jié)點宕機，其它節(jié)點不會競爭稱為主節(jié)點，此時，Redis將喪失寫的能力。這點在生產環(huán)境中，是致命的。所以Redis為我們引入了另一種集群模式——哨兵模式。

哨兵模式

哨兵模式是基于主從模式做的一定變化，它能夠為Redis提供了高可用性。在實際生產中，服務器難免不會遇到一些突發(fā)狀況：服務器宕機，停電，硬件損壞等。這些情況一旦發(fā)生，其后果往往是不可估量的。而哨兵模式在一定程度上能夠幫我們規(guī)避掉這些意外導致的災難性后果。

其實，哨兵模式的核心還是主從復制。只不過相對于主從模式在主節(jié)點宕機導致不可寫的情況下，多了一個競選機制——從所有的從節(jié)點競選出新的主節(jié)點。競選機制的實現，是依賴于在系統(tǒng)中啟動一個sentinel進程。

sentinel特點

1. 監(jiān)控
2. 它會監(jiān)聽主服務器和從服務器之間是否在正常工作。
3. 通知
4. 它能夠通過API告訴系統(tǒng)管理員或者程序，集群中某個實例出了問題。
5. 故障轉移
6. 它在主節(jié)點出了問題的情況下，會在所有的從節(jié)點中競選出一個節(jié)點，并將其作為新的主節(jié)點。
7. 提供主服務器地址
8. 它還能夠向使用者提供當前主節(jié)點的地址。這在故障轉移后，使用者不用做任何修改就可以知道當前主節(jié)點地址。

就sentinel而言，其當然也具備一定集群能力，Redis sentinel本身就是一個分布式系統(tǒng)。但sentinel集群，和其他的集群有點不一樣。sentinel可以通過發(fā)布與訂閱來自動發(fā)現Redis集群上的其它sentinel。sentinel在發(fā)現其它sentinel進程后，會將其放入一個列表中，這個列表存儲了所有已被發(fā)現的sentinel。

集群中的所有sentinel不會并發(fā)著去對同一個主節(jié)點進行故障轉移。故障轉移只會從第一個sentinel開始，當第一個故障轉移失敗后，才會嘗試下一個。當選擇一個從節(jié)點作為新的主節(jié)點后，故障轉移即成功了(而不會等到所有的從節(jié)點配置了新的主節(jié)點后)。這過程中，如果重啟了舊的主節(jié)點，那么就會出現無主節(jié)點的情況，這種情況下，只能重啟集群。

當競選出新的主節(jié)點后，被選為新的主節(jié)點的從節(jié)點的配置信息會被sentinel改寫為舊的主節(jié)點的配置信息。完成改寫后，再將新主節(jié)點的配置廣播給所有的從節(jié)點。

Cluster(集群)模式

Cluster(集群)模式的出現是為了解決Redis單機容量有限的問題的。該種模式會將Redis中數據按照一定規(guī)則劃分到多臺機器上。這種模式有兩個特點：

能夠在多個節(jié)點之間自動拆分數據集。

當節(jié)點的子集遇到故障或無法與群集的其余部分通信時，能夠繼續(xù)操作。

Redis集群中有16384個散列槽。而Redis群集中的每個節(jié)點只負責哈希槽的一個子集。

例如，您可能擁有一個包含3個節(jié)點的集群，其中：

• 節(jié)點A包含從0到5500的散列槽。
• 節(jié)點B包含從5501到11000的散列槽。
• 節(jié)點C包含從11001到16383的散列槽。

這允許使用者輕松添加和刪除集群中的節(jié)點。例如，如果我想添加一個新節(jié)點D，我需要將一些哈希槽從節(jié)點A，B，C移動到D.同樣，如果我想從群集中刪除節(jié)點A，我只需移動A服務的哈希槽。到B和C.當節(jié)點A為空時，我可以完全從集群中刪除它。

因為將哈希槽從一個節(jié)點移動到另一個節(jié)點不需要停止操作，添加和刪除節(jié)點，或者更改節(jié)點所持有的哈希槽的百分比，所以不需要任何停機時間。