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：
1. 选择一个从节点为新的主节点。
2. 其他从节点重新指向新的主节点。
3. 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