在大數據和高并發場景下，單機Redis的性能和容量逐漸捉襟見肘。如何實現數據的高可用、高擴展和高性能？Redis集群成為破局的關鍵。

1.Redis集群三大核心方案

主從復制：簡單冗余背后的「心跳危機」

• 全量復制與增量復制主從首次連接時觸發全量復制：主節點通過BGSAVE生成RDB快照，同步期間新寫入命令存入復制緩沖區。從節點清空舊數據加載RDB后，主節點推送緩沖區積壓的增量命令完成同步。
• 致命缺陷：全量復制時主節點內存翻倍（生成RDB時fork子進程拷貝內存頁表），若主節點內存達10GB，復制期間可能導致OOM崩潰。
• 級聯復制緩解壓力通過“主-從-從”架構分攤壓力：指定高配從節點作為二級主節點，其他從節點向二級節點同步數據，避免主節點被多個從節點全量復制拖垮。

哨兵模式：高可用的「智能裁判」

• 主觀下線與客觀下線單個哨兵連續PING主節點超時（默認30秒）觸發主觀下線；當半數以上哨兵確認主節點故障，則升級為客觀下線。
• 腦裂防護：通過quorum參數控制故障判定閾值（如3哨兵集群需2票確認），避免網絡抖動誤判。
• 領導者選舉與故障轉移哨兵節點通過Raft協議選舉領導者，由領導者觸發故障轉移：

1. 篩選健康從節點（數據同步偏移量最大者優先）
2. 執行SLAVEOF NO ONE提升為新主節點
3. 通知其他從節點切換主節點并更新客戶端路由。

Redis Cluster：分布式架構的「終極答案」

數據分片：哈希槽的精密設計

• 16384槽位:采用CRC16算法計算鍵哈希值，取模16384確定槽位。槽位數量固定為16384（而非2的冪次）以降低元數據體積（僅需2KB存儲槽分布）。
• 槽分配策略：支持手動指定（CLUSTER ADDSLOTS）或自動均衡，適用于異構硬件環境（如SSD節點分配更多槽）。

橫向擴展：動態遷移的零停機藝術

• 新節點入群：redis-cli --cluster add-node將新節點加入集群
• 槽位重分配：redis-cli --cluster reshard交互式抽取舊節點槽位（如從3節點遷移4096槽至新節點）
• 原子遷移：逐個槽位遷移鍵值，期間客戶端訪問舊數據觸發ASK重定向，新數據直接寫入目標節點
• 元數據廣播：通過Gossip協議同步新槽位分布至全集群。

遷移性能優化

• 并行遷移：通過--cluster-from和--cluster-to指定多組源/目標節點并行遷移不同槽位
• 帶寬控制：redis-cli --cluster reshard時設置--cluster-pipeline參數限制批量傳輸大小。

故障自愈：主從切換的「無感體驗」

• 主節點宕機時，其從節點觸發選舉（基于配置紀元遞增），超過半數主節點投票后晉升為新主節點。客戶端通過MOVED重定向自動切換連接，全程業務無感知。

2.集群搭建實戰：從零到高可用

以Redis Cluster為例，6節點（3主3從）搭建步驟

配置節點

# 關鍵配置項（每個節點）  
cluster-enabled yes               # 啟用集群模式  
cluster-config-file nodes.conf    # 集群狀態文件  
cluster-node-timeout 15000        # 節點超時時間（毫秒）[2,10](@ref)

啟動集群

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              # 每個主節點配1個從節點[3,10](@ref)

驗證集群狀態

redis-cli -c -p 7000 cluster nodes  # 查看節點與槽位分布  
redis-cli --cluster check 127.0.0.1:7000  # 檢查健康狀態

避坑指南：

• 端口開放：除服務端口（如7000）外，需開放集群總線端口（如17000）。
• 數據遷移：擴容時使用redis-cli --cluster reshard平滑遷移槽位，避免服務中斷。

3.選型與優化：告別“拍腦袋”決策

方案對比

性能優化技巧

• 熱點數據：監控槽位負載，通過CLUSTER REBALANCE平衡數據分布。
• 內存控制：啟用appendonly yes持久化，避免節點重啟數據丟失。
• 網絡優化：集群節點部署在同一機房，減少跨網絡分區延遲。

4.Redis集群的典型應用場景

電商秒殺：集群分片扛住瞬時10萬級QPS。

實時推薦：分布式緩存支撐用戶畫像實時計算。

社交feed流：海量數據分片存儲，動態擴容應對用戶增長。

5.小結

Redis集群是應對高并發、大數據的利器，但“沒有銀彈”——需根據業務特點選擇方案。對于大多數企業，Redis Cluster是平衡性能與擴展性的最優解。如果你還在為單機Redis的性能焦慮，不妨從搭建一個3主3從的集群開始，邁向分布式緩存的新世界！