Redis 高可用（High Availability，HA）是指 Redis 通過一系列技術手段確保在面臨故障的情況下也能持續提供服務的能力。

Redis 作為一個內存數據庫，其數據通常存儲在內存中，一旦發生故障，可能導致數據丟失或服務中斷，所以，為了保證 Redis 的高可用，它主要采用了以下兩種手段：

• 持久化：持久化機制能夠在一定程度上保證即使在服務器意外停止后，數據還能被恢復。
• 多機部署：將原本為單機的 Redis 服務，變為多個 Redis 節點，主節點用來處理數據的寫操作，然后再把最新的數據同步給從節點，這樣即使其中有一個節點宕機了，那么其他節點依然保存了最新的數據，從而避免了 Redis 的單機故障。

但持久化和多機部署又有很多種實現方式，接下來一起來看。

1.持久化

持久化是指將數據從內存中存儲到持久化存儲介質中（如硬盤）的過程，以便在程序重啟或者系統崩潰等情況下，能夠從持久化存儲介質中恢復數據。 Redis 4.0 之后支持以下 3 種持久化方案：

• RDB（Redis DataBase）持久化：快照方式持久化，將某一個時刻的內存數據，以二進制的方式寫入磁盤；
• AOF（Append Only File）持久化：文件追加持久化，記錄所有非查詢操作命令，并以文本的形式追加到文件中；
• 混合持久化：RDB + AOF 混合方式的持久化，Redis 4.0 之后新增的方式，混合持久化是結合了 RDB 和 AOF 的優點，在寫入的時候，先把當前的數據以 RDB 的形式寫入文件的開頭，再將后續的操作命令以 AOF 的格式存入文件，這樣既能保證 Redis 重啟時的速度，又能減低數據丟失的風險。

1.1 RDB 持久化

RDB（Redis Database）是將某一個時刻的內存快照（Snapshot），以二進制的方式寫入磁盤的持久化機制。 RDB 持久化機制有以下優缺點： 優點：

• 速度快：相對于 AOF 持久化方式，RDB 持久化速度更快，因為它只需要在指定的時間間隔內將數據從內存中寫入到磁盤上。
• 空間占用小：RDB 持久化會將數據保存在一個壓縮的二進制文件中，因此相對于 AOF 持久化方式，它占用的磁盤空間更小。
• 恢復速度快：因為 RDB 文件是一個完整的數據庫快照，所以在 Redis 重啟后，可以非常快速地將數據恢復到內存中。
• 可靠性高：RDB 持久化方式可以保證數據的可靠性，因為數據會在指定時間間隔內自動寫入磁盤，即使 Redis 進程崩潰或者服務器斷電，也可以通過加載最近的一次快照文件恢復數據。

缺點：

• 數據可能會丟失：RDB 持久化方式只能保證數據在指定時間間隔內寫入磁盤，因此如果 Redis 進程崩潰或者服務器斷電，從最后一次快照保存到崩潰的時間點之間的數據可能會丟失。
• 實時性差：因為 RDB 持久化是定期執行的，因此從最后一次快照保存到當前時間點之間的數據可能會丟失。如果需要更高的實時性，可以使用 AOF 持久化方式。

所以，RDB 持久化方式適合用于對數據可靠性要求較高，但對實時性要求不高的場景，如 Redis 中的備份和數據恢復等。

1.2 AOF 持久化

AOF（Append Only File）它是將 Redis 每個非查詢操作命令都追加記錄到文件（appendonly.aof）中的持久化機制。 AOF 持久化機制有以下優缺點：優點：

• 數據不容易丟失：AOF 持久化方式會將 Redis 執行的每一個寫命令記錄到一個文件中，因此即使 Redis 進程崩潰或者服務器斷電，也可以通過重放 AOF 文件中的命令來恢復數據。
• 實時性好：由于 AOF 持久化方式是將每一個寫命令記錄到文件中，因此它的實時性比 RDB 持久化方式更好。
• 數據可讀性強：AOF 持久化文件是一個純文本文件，可以被人類讀取和理解，因此可以方便地進行數據備份和恢復操作。

缺點：

• 寫入性能略低：由于 AOF 持久化方式需要將每一個寫命令記錄到文件中，因此相對于 RDB 持久化方式，它的寫入性能略低。
• 占用磁盤空間大：由于 AOF 持久化方式需要記錄每一個寫命令，因此相對于 RDB 持久化方式，它占用的磁盤空間更大。
• AOF 文件可能會出現損壞：由于 AOF 文件是不斷地追加寫入的，因此如果文件損壞，可能會導致數據無法恢復。

所以，AOF 持久化方式適合用于對數據實時性要求較高，但對數據大小和寫入性能要求相對較低的場景，如需要對數據進行實時備份的應用場景。

1.3 混合持久化

Redis 混合持久化是指將 RDB 持久化方式和 AOF 持久化方式結合起來使用，以充分發揮它們的優勢，同時避免它們的缺點，它的優缺點如下：優點：混合持久化結合了 RDB 和 AOF 持久化的優點，開頭為 RDB 的格式，使得 Redis 可以更快的啟動，同時結合 AOF 的優點，有減低了大量數據丟失的風險。缺點：

• 實現復雜度高：混合持久化需要同時維護 RDB 文件和 AOF 文件，因此實現復雜度相對于單獨使用 RDB 或 AOF 持久化方式要高。
• 可讀性差：AOF 文件中添加了 RDB 格式的內容，使得 AOF 文件的可讀性變得很差；
• 兼容性差：如果開啟混合持久化，那么此混合持久化 AOF 文件，就不能用在 Redis 4.0 之前版本了。

所以，Redis 混合持久化方式適合用于，需要兼顧啟動速度和減低數據丟失的場景。但需要注意的是，混合持久化的實現復雜度較高、可讀性差，只能用于 Redis 4.0 以上版本，因此在選擇時需要根據實際情況進行權衡。

2.多機部署

Redis 多機部署主要包含以下 3 種方式：

• 主從同步
• 哨兵模式
• Redis Cluster（Redis 集群）

2.1 主從同步

主從同步 (主從復制) 是 Redis 高可用服務的基石，也是多機運行中最基礎的一個。我們把主要存儲數據的節點叫做主節點 (master)，把其他通過復制主節點數據的副本節點叫做從節點 (slave)，如下圖所示：

圖片

在 Redis 中一個主節點可以擁有多個從節點，一個從節點也可以是其他服務器的主節點，如下圖所示：

圖片

2.2 哨兵模式

主從同步存在一個致命的問題，當主節點奔潰之后，需要人工干預才能恢復 Redis 的正常使用。 所以我們需要一個自動的工具——Redis Sentinel (哨兵模式) 來把手動的過程變成自動的，讓 Redis 擁有自動容災恢復 (failover) 的能力。 哨兵模式如下所示：

圖片

小貼士：Redis Sentinel  的最小分配單位是一主一從。

2.3 Redis Cluster

Redis Cluster 是 Redis 3.0 版本推出的 Redis 集群方案，它將數據分布在不同的服務區上，以此來降低系統對單主節點的依賴，并且可以大大的提高 Redis 服務的讀寫性能。 Redis Cluster 架構圖如下所示：

圖片

從上圖可以看出 Redis 的主從同步只能有一個主節點，而 Redis Cluster 可以擁有無數個主從節點，因此 Redis Cluster 擁有更強大的平行擴展能力，也就是說當 Redis Cluster 擁有兩個主從節點時，從理論上來講 Redis 的性能相比于主從來說性能提升了兩倍，并且 Redis Cluster 也有自動容災恢復的機制。