Redis 场景应用设计

1. Redis主从原理剖析

1.1. 主从结构的目的

部署Redis主从结构，是为了Redis服务的高可用。主从的所存取数据是一样的。
在复制的概念中，数据库分为两类，一类是主数据库（master），另一类是从数据库（slave）。主数据库可以进行读写操作，当写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库。而从数据库一般是只读的，并接受主数据库同步过来的数据。一个主数据库可以拥有多个从数据库，而一个从数据库只能拥有一个主数据库。

1.2. 常用的主从结构

• 一主一从：用于主节点故障转移从节点，当主节点的“写”命令并发高且需要持久化，可以只在从节点开启AOF（主节点不需要）

• 一主多从：针对“读”较多的场景，“读”由多个从节点来分担，但节点越多，主节点同步到多节点的次数也越多，影响带宽，也加重主节点的稳定

• 树状主从：一主多从的缺点（主节点推送次数多压力大）可用些方案解决，主节点只推送一次数据到从节点1，再由从节点2推送到11，减轻主节点推送的压力

2. Redis 哨兵机制

在主从架构中，当主数据库遇到异常中断服务后，开发者可以通过手动的方式选择一个从数据库来升格为主数据库，以使得系统能够继续提供服务。然而整个过程相对麻烦且需要人工介入，难以实现自动化。
Redis 2.8中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。哨兵的作用就是监控redis主、从数据库是否正常运行，主出现故障自动将从数据库转换为主数据库。

2.1. 高可用

• 它与被认为是不间断操作的容错技术有所不同。是目前企业防止核心系统因故障而无法工作的最有效保护手段

• 高可用一般指服务的冗余，一个服务挂了，可以自动切换到另外一个服务上，不影响客户体验

  2.2. 主从如何进行故障转移

• 主节点(master)故障，从节点slave-1端执行 slaveof no one后变成新主节点；

• 其它的节点成为新主节点的从节点，并从新节点复制数据；
• 需要人工干预，无法实现高可用

  2.3. 哨兵机制(sentinel)实现高可用

  原理：当主节点出现故障时，由Redis Sentinel自动完成故障发现和转移，并通知应用方，实现高可用性
  

  3. Redis 集群

  使用哨兵，redis每个实例也是全量存储，每个redis存储的内容都是完整的数据，这样会造成浪费内存。为了最大化利用内存，可以采用集群，就是分布式存储。即每台redis分别存储不同的内容，共有16384个slot。每个redis分得一些slot，通过算法hash_slot = crc16(key) mod 16384 找到对应slot，从而知道数据是存在那个redis节点中。