简述redis集群的实现原理

1 Redis Cluster 工作原理

在哨兵sentinel机制中，可以解决redis高可用问题，即当master故障后可以自动将slave提升为master，从而可以保证redis服务的正常使用，但是无法解决redis单机写入的瓶颈问题，即单机redis写入性能受限于单机的内存大小、并发数量、网卡速率等因素。

为了解决单机性能的瓶颈，提高Redis 性能，可以使用分布式集群的解决方案

早期Redis 分布式集群部署方案：

• 客户端分区：由客户端程序决定key写分配和写入的redis node，但是需要客户端自己实现写入分配、高可用管理和故障转移等
• 代理方案：基于三方软件实现redis proxy，客户端先连接之代理层，由代理层实现key的写入分配，对客户端来说比较简单，但是对于集群管节点增减相对比较麻烦，而且代理本身也是单点和性能瓶颈。

redis 3.0版本之后推出了无中心架构的redis cluster机制，在无中心的redis集群当中，其每个节点保存当前节点数据和整个集群状态，每个节点都和其他所有节点连接

1.1 Redis Cluster特点

Redis Cluster特点如下：

1. 所有Redis节点使用(PING机制)互联
2. 集群中某个节点的是否失效，是由整个集群中超过半数的节点监测都失效，才能算真正的失效
3. 客户端不需要proxy即可直接连接redis，应用程序中需要配置有全部的redis服务器IP
4. redis cluster把所有的redis node 平均映射到 0-16383个槽位(slot)上，读写需要到指定的redis node上进行操作，因此有多少个redis node相当于redis 并发扩展了多少倍，每个redis node 承担16384/N个槽位
5. Redis cluster预先分配16384个(slot)槽位，当需要在redis集群中写入一个key -value的时候，会使用CRC16(key) mod 16384之后的值，决定将key写入值哪一个槽位，从而决定写入哪一个Redis节点上，从而有效解决单机瓶颈。