一、核心概念與關系
Redis 的?主從復制、哨兵（Sentinel）?和?集群（Cluster）?是逐步演進的高可用與分布式解決方案，三者關系如下：
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主從復制：數據冗余與讀寫分離的基礎。
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哨兵：在主從基礎上實現自動故障轉移（高可用）。
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集群：在分片（Sharding）基礎上集成主從復制和自動故障轉移（分布式+高可用）。
三者關系可總結為：
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主從復制?是數據同步的基礎機制。
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哨兵?是主從的增強，提供故障檢測與自動切換。
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集群?是更高維度的分布式架構，融合主從復制和分片技術。
二、主從復制（Master-Slave Replication）
1. 核心作用
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數據冗余：從節點（Slave）復制主節點（Master）數據，實現備份。
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讀寫分離：主節點處理寫請求，從節點處理讀請求，提升讀吞吐量。
2. 工作原理
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全量同步：
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從節點首次連接主節點時，主節點生成 RDB 快照發送給從節點。
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從節點加載 RDB 文件完成初始數據復制。
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增量同步：
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主節點將寫命令寫入?復制緩沖區（Replication Buffer）。
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從節點持續接收并執行緩沖區中的命令，保持數據一致性。
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3. 架構局限
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單點故障：主節點宕機后需手動切換從節點為主節點。
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寫性能瓶頸：所有寫操作集中在主節點。
三、哨兵（Sentinel）
1. 核心作用
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監控：持續檢查主從節點健康狀態。
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自動故障轉移：主節點宕機時，選舉新主節點并通知客戶端。
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配置中心：客戶端通過哨兵獲取最新的主節點地址。
2. 工作原理
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監控階段：
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哨兵通過定期發送?
PING?命令檢測節點狀態。 -
若主節點未響應，哨兵將其標記為?主觀下線（SDOWN）。
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選舉階段：
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多個哨兵協商確認主節點?客觀下線（ODOWN）。
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哨兵通過 Raft 算法選舉?領導者哨兵?負責故障轉移。
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故障轉移：
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領導者哨兵從從節點中選出新主節點（基于優先級、復制偏移量等）。
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通知其他從節點復制新主節點，并更新客戶端連接。
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3.經典架構
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+------------+ | Sentinel | +------------+ | +------------+ | +------------+ | Master |<----+----->| Slave 1 | +------------+ +------------+ | v +------------+ | Slave 2 | +------------+
4.適用場景
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中小規模 Redis 服務，需要高可用但無需水平擴展
四、Redis 集群（Cluster）
1. 核心作用
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數據分片（Sharding）：將數據分布到多個節點，突破單機內存限制。
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高可用：每個分片（Shard）采用主從復制，支持自動故障轉移。
2. 工作原理
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分片機制：
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集群將數據劃分為?16384 個哈希槽（Slot），每個節點負責部分槽。
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客戶端通過?
CRC16(key) % 16384?計算 key 所屬槽，路由到對應節點。
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節點通信：
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節點間通過?Gossip 協議?交換狀態信息（如槽分配、節點狀態）。
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故障轉移：
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若主節點宕機，其從節點通過?選舉機制?升級為新主節點（類似哨兵）。
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客戶端自動重定向到新主節點。
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3. 典型架構
+----------------+ +----------------+
| Master 1 |<----->| Slave 1-1 |
| (Slots 0-5460) | | (Replica) |
+----------------+ +----------------+ | v
+----------------+ +----------------+
| Master 2 |<----->| Slave 2-1 |
| (Slots 5461-10922)| | (Replica) |
+----------------+ +----------------+ | v
+----------------+ +----------------+
| Master 3 |<----->| Slave 3-1 |
| (Slots 10923-16383) | | (Replica) |
+----------------+ +----------------+ 4. 關鍵特性
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數據遷移：支持動態增刪節點，槽可重新分配。
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跨槽操作限制：
MGET、MSET?等命令需所有 key 在同一節點，否則需用?{hash_tag}?強制路由。
5. 適用場景
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大規模數據存儲，需水平擴展和高可用性。
五、三者對比總結
| 特性 | 主從復制 | 哨兵模式 | 集群模式 |
|---|---|---|---|
| 核心目標 | 數據冗余、讀寫分離 | 高可用（自動故障轉移） | 分布式存儲 + 高可用 |
| 數據分布 | 全量復制 | 全量復制 | 分片（16384 槽） |
| 故障處理 | 手動切換 | 自動切換 | 自動切換（內置哨兵邏輯） |
| 擴展性 | 垂直擴展（單機） | 垂直擴展 | 水平擴展（多節點分片） |
| 適用場景 | 小型應用 | 中小型高可用場景 | 大型分布式系統 |
六、常見問題解答
Q1：集群模式下還需要哨兵嗎？
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不需要。集群內置了故障檢測與轉移邏輯，無需額外部署哨兵。
Q2：主從復制能否與集群共存？
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可以。集群中的每個分片（主節點）可配置多個從節點，形成“主從+集群”架構。
Q3：如何選擇架構？
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數據量小 + 高可用需求?→ 哨兵模式。
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數據量大 + 高可用需求?→ 集群模式。
Q4：集群的故障轉移時間？
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通常 10~30 秒，依賴節點狀態檢測和選舉機制。
