深入浅出Redis集群原理剖析（redis集群原理详解）

实现Redis分布式部署，有两种可选方案，一是使用Redis Sentinel机制实现主从，解决单实例单点故障的问题；二是使用Redis集群，解决Redis单实例单点故障的问题，并可以水平扩容。Redis集群特别适合针对数据容量巨大，需要高可用、读写按照多分片进行分发的应用场景。

本文将重点介绍Redis集群中的主要组件及工作原理，帮助读者了解Redis集群的构建及使用。

#### Redis集群的构成

Redis集群主要包括Redis实例、Cluster模式以及Redis客户端组成。

Redis实例：在Redis集群中，每个Redis实例都是一个Redis服务器，它独立运行，提供对请求的处理服务；

Cluster模式：Cluster模式是将Redis实例采用分片的方式，将Redis Key-Value数据存储到不同的Redis实例上，同时实现了数据扩容和可用性改善；

Redis客户端：Redis客户端程序是客户端发起连接到Redis集群的连接器，主要用于发布订阅Redis命令请求，负责将客户端的请求发给Redis集群的不同Redis实例。

#### Cluster模式中的Slot机制

在Redis集群原理中，Cluster采用一致性哈希算法，将Redis实例中的存储区域称为Slot，默认设置有16384个Slot，每一个Slot代表一个0~16383范围内的Key，Slot被均匀分配到Redis实例中，用于将客户端请求均匀分布到不同Redis实例中去。

假设有一个Key，其范围是0~16383，首先通过哈希函数得出Key的哈希值，然后将Key的哈希值除以16384，然后将结果根据提前分配的Slot范围，将其映射到一个具体的Redis实例上。用以上的算法来均衡每一个实例存储数据量，从而实现容量扩容。

#### Redis客户端工作原理

当一个Redis客户端发起一个请求时，它首先会读取 Cluster 模式的配置信息，拿到所有的Redis实例 IP端口信息。之后即可通过查看所有实例的slot信息，在没有实例变更的情况下，客户端可以将其查询此桶(slot)范围内集群中的每个节点下载下来，缓存本地，以便在发起全局请求时，能够识别属于哪些节点。

当发起客户端请求时，客户端先根据Key哈希值对16384取模，确定是否需要连接该Slot的节点，然后根据Mode参数决定传递给Redis实例的命令，如果是读取请求，客户端会从Redis实例的主节点读取当前Slots节点的数据，如果是写入请求，那么客户端会将请求依次转发给Slots节点所在的Redis实例。

#### 总结

Redis集群构成主要有Redis实例、Cluster模式以及Redis客户端组成，是一种将Redis实例采用分片的方式，将Redis Key-Value数据存储到不同的Redis实例上，同时实现了数据扩容和可用性改善的方式，Cluster模式中实现了Slot机制，将Key通过哈希函数映射到不同的Redis实例上，Redis客户端则是客户端发起连接到Redis集群的连接器，根据请求的Key将请求发给Slots节点所在的Redis实例。了解了