目录
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Redis 集群（Cluster）概述
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Cluster 的工作原理
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Cluster 配置与部署
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Cluster 常见问题与限制
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Redis Sentinel（哨兵）机制概述
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Sentinel 的工作机制
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Sentinel 配置与部署
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Sentinel vs Cluster
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总结
Redis 集群（Cluster）概述
Redis Cluster 是 Redis 提供的一种 分布式部署方案，用来在多个 Redis 实例之间分散数据，实现 高可用性 和 横向扩展能力。
核心特性
- 数据自动分片（Sharding）
- 无中心架构，所有节点互为平等
- 内置故障转移机制
- 支持主从复制
Cluster 的工作原理
节点结构
- 主节点（Master）：负责处理读写请求并保存部分数据槽。
- 从节点（Slave）：复制主节点数据，用于故障转移。
- 一个集群至少需要 3 个主节点，推荐每个主节点配备一个从节点，即至少 6 个节点。
分片机制（Slot）
- Redis 集群总共定义了 16384 个槽（slots）。
- 每个主节点负责一部分 slot（例如 0-5460，5461-10922，10923-16383）。
- 客户端根据
CRC16(key) mod 16384计算键属于哪个 slot，自动路由到正确节点。
读写流程
- 客户端发送请求 → Redis 客户端库计算 slot → 发送到对应主节点。
- 如果请求发错了节点，返回
MOVED或ASK重定向。 - 从节点可以设置为 只读（readonly） 以分担主节点压力。
故障转移
- 集群内部通过 Gossip 协议 相互探测。
- 多个节点确认主节点不可用时，触发 failover。
- 从节点被提升为主节点，重新分配 slots。
Cluster 配置与部署
示例配置（redis.conf）
port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
创建集群命令
redis-cli --cluster create \127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 \127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 \127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \--cluster-replicas 1
Cluster 常见问题与限制
| 限制 | 描述 |
|---|---|
| 不支持多 key 跨 slot 操作 | 除非 key 属于相同 hash tag（例如 {user:1}.name） |
| 不支持事务（multi/exec） | 跨节点事务不被支持 |
| 部署复杂度较高 | 运维和扩容需注意数据重分布 |
Redis Sentinel（哨兵机制）概述
Sentinel 是 Redis 的高可用解决方案，主要用于主从结构下的自动故障转移和系统监控。
Sentinel 提供以下功能：
- 自动故障检测
- 主从切换（Failover）
- 通知机制（通过 API）
- 动态配置更新
Sentinel 的工作机制
节点发现
- 哨兵节点通过配置文件中指定的主节点地址，自动发现主从关系。
- 多个 Sentinel 节点之间通过协议通信，形成分布式监控网络。
故障检测
-
每个 Sentinel 定期向主从节点发送
PING。 -
判断标准：
- 主观下线（sdown）：单个 Sentinel 判断主节点不可达。
- 客观下线（odown）：多个 Sentinel 达成一致后认定故障。
主从切换（Failover）
-
在主节点故障并确认 odown 后，进行如下步骤：
- 选择一个从节点为新的主节点。
- 其他从节点重新指向新的主节点。
- 通知所有客户端更新配置。
通知机制
- Sentinel 支持发布订阅机制，可以通知外部系统故障或切换事件。
- 也可以通过 Sentinel API 查询当前状态。
Sentinel 配置与部署
sentinel.conf 示例
port 26379
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 60000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
启动 Sentinel
redis-sentinel sentinel.conf
CLI 命令示例
redis-cli -p 26379 sentinel get-master-addr-by-name mymaster
Sentinel vs Cluster
| 特性 | Sentinel | Cluster |
|---|---|---|
| 数据分片 | ❌ 不支持 | ✅ 支持 |
| 主从架构 | ✅ 支持 | ✅ 支持 |
| 高可用 | ✅ 自动故障转移 | ✅ 自动故障转移 |
| 部署复杂度 | ⭐ 简单 | ⚠️ 较复杂 |
| 跨节点事务 | ✅ 支持 | ❌ 不支持 |
| 场景推荐 | 小型部署，高可用 | 大规模数据分布式 |
总结
| 项目 | Cluster | Sentinel |
|---|---|---|
| 高可用 | ✅ | ✅ |
| 自动切换 | ✅ | ✅ |
| 分布式扩展 | ✅ | ❌ |
| 实现机制 | 分片 + 主从 | 主从 + 哨兵 |
| 使用复杂度 | 高 | 低 |
| 客户端兼容性 | 特殊支持（支持 cluster 的客户端） | 普通客户端即可 |
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