Redis集群结构介绍(理论)

本文仅仅只是针对 Redis 的 cluster 进群 作简单的介绍（仅仅是基于理论知识），在并无对其涉及到的深层次概念作深刻的探讨。 Redis 3.0 版本以后支持的cluster，下图就是Redis cluster 进群拓扑图

    Redis cluster 是一个分布式、容错的Redis 的实现，Redis 集群是 Redis 提供分布式数据库方案，能够在多个Redis 节点之间进行数据共享的程序集，并提供复制、故障转移功能。Redis Cluster 中不存在所谓的中心节点或者代理节点，每一个节点都有保存数据和整个集群的状态，也就是说每一个节点都会保存其余节点的信息，而且定时会给其余节点发送心跳，可以及时感知集群中的节点。

    Redis Cluster 不支持那些须要同时处理多个键的Redis 命令，由于执行这些命令的时候，须要在多个节点中间进行数据同步，并且在高负载的状况下，会对下降 Redis 的性能，严重的可能会致使不可预测的错误。

    客户端不须要链接Redis cluster 中的全部节点，只要链接到cluster 中的任何一个可用节点便可，这就意味着：只要cluster 中有一个可用节点就能够正常使用。

集群的数据结构

    Redis cluster 中节点负责存储数据，记录集群状态，cluster 能自动发现其余节点，检测出节点的状态，并在必要的时候剔除故障节点，提高新的节点。

    Redis cluster 全部节点彼此互联(PING-PONG 机制)，并且节点fail 是经过Cluster 中超过半数的节点检测失效时才会生效，从而Redis 根据自动故障机制，将从节点提高为主节点，这时Redis cluster恢复可用。

    clusteNode结构保存了一个当前节点状态，好比节点的建立时间、节点的名称等、节点当前的配置纪元、节点的IP地址和端口号！Redis cluster 经过分片来保存数据库的键值对，集群的整个数据库被分红了16384个slot，数据库中的每一个键都属于这16384个slot的其中一个，每一个节点均可以处理0或者最多16384个slot。当数据库中的16384个slot都有节点在处理时，Redis cluster 处于上线状态，而若是任何一个slot 没有获得处理，则说明集群处于下线状态。

Redis cluster 中的节点之间使用异步复制

集群的数据共享

    Redis 集群使用数据分片（sharding）而非一致性哈希（consistency hashing）来实现。

    Redis 提供多个节点实例间的数据共享，也就是Redis A、B、C、D 彼此之间的数据是同步的，一样彼此之间也是能够通讯，而对于客户端操做的key 是有Redis 系统自行分配到各个节点中。见图1。

当Redis cluster 中的一个节点故障，根据Redis cluster复制机制(Master-Slave),将从其他可用节点中选择一个做为主节点继续保持工做，如图2 所示。一旦节点A故障了，那么其从节点A一、A2就能够接管并继续提供与A一样的服务，固然若是节点A、A一、A2节点都出现问题， 那么这个集群就不会继续工做了。