一、核心概念与关系
Redis 的 主从复制、哨兵（Sentinel） 和 集群（Cluster） 是逐步演进的高可用与分布式解决方案，三者关系如下：
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主从复制：数据冗余与读写分离的基础。
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哨兵：在主从基础上实现自动故障转移（高可用）。
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集群：在分片（Sharding）基础上集成主从复制和自动故障转移（分布式+高可用）。
三者关系可总结为：
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主从复制 是数据同步的基础机制。
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哨兵 是主从的增强，提供故障检测与自动切换。
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集群 是更高维度的分布式架构，融合主从复制和分片技术。
二、主从复制（Master-Slave Replication）
1. 核心作用
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数据冗余：从节点（Slave）复制主节点（Master）数据，实现备份。
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读写分离：主节点处理写请求，从节点处理读请求，提升读吞吐量。
2. 工作原理
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全量同步：
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从节点首次连接主节点时，主节点生成 RDB 快照发送给从节点。
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从节点加载 RDB 文件完成初始数据复制。
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增量同步：
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主节点将写命令写入 复制缓冲区（Replication Buffer）。
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从节点持续接收并执行缓冲区中的命令，保持数据一致性。
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3. 架构局限
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单点故障：主节点宕机后需手动切换从节点为主节点。
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写性能瓶颈：所有写操作集中在主节点。
三、哨兵（Sentinel）
1. 核心作用
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监控：持续检查主从节点健康状态。
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自动故障转移：主节点宕机时，选举新主节点并通知客户端。
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配置中心：客户端通过哨兵获取最新的主节点地址。
2. 工作原理
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监控阶段：
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哨兵通过定期发送
PING命令检测节点状态。 -
若主节点未响应，哨兵将其标记为 主观下线（SDOWN）。
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选举阶段：
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多个哨兵协商确认主节点 客观下线（ODOWN）。
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哨兵通过 Raft 算法选举 领导者哨兵 负责故障转移。
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故障转移：
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领导者哨兵从从节点中选出新主节点（基于优先级、复制偏移量等）。
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通知其他从节点复制新主节点，并更新客户端连接。
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3.经典架构
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+------------+ | Sentinel | +------------+ | +------------+ | +------------+ | Master |<----+----->| Slave 1 | +------------+ +------------+ | v +------------+ | Slave 2 | +------------+
4.适用场景
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中小规模 Redis 服务，需要高可用但无需水平扩展
四、Redis 集群（Cluster）
1. 核心作用
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数据分片（Sharding）：将数据分布到多个节点，突破单机内存限制。
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高可用：每个分片（Shard）采用主从复制，支持自动故障转移。
2. 工作原理
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分片机制：
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集群将数据划分为 16384 个哈希槽（Slot），每个节点负责部分槽。
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客户端通过
CRC16(key) % 16384计算 key 所属槽，路由到对应节点。
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节点通信：
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节点间通过 Gossip 协议 交换状态信息（如槽分配、节点状态）。
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故障转移：
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若主节点宕机，其从节点通过 选举机制 升级为新主节点（类似哨兵）。
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客户端自动重定向到新主节点。
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3. 典型架构
+----------------+ +----------------+
| 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. 关键特性
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数据迁移：支持动态增删节点，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 在同一节点，否则需用{hash_tag}强制路由。
5. 适用场景
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大规模数据存储，需水平扩展和高可用性。
五、三者对比总结
| 特性 | 主从复制 | 哨兵模式 | 集群模式 |
|---|---|---|---|
| 核心目标 | 数据冗余、读写分离 | 高可用（自动故障转移） | 分布式存储 + 高可用 |
| 数据分布 | 全量复制 | 全量复制 | 分片（16384 槽） |
| 故障处理 | 手动切换 | 自动切换 | 自动切换（内置哨兵逻辑） |
| 扩展性 | 垂直扩展（单机） | 垂直扩展 | 水平扩展（多节点分片） |
| 适用场景 | 小型应用 | 中小型高可用场景 | 大型分布式系统 |
六、常见问题解答
Q1：集群模式下还需要哨兵吗？
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不需要。集群内置了故障检测与转移逻辑，无需额外部署哨兵。
Q2：主从复制能否与集群共存？
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可以。集群中的每个分片（主节点）可配置多个从节点，形成“主从+集群”架构。
Q3：如何选择架构？
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数据量小 + 高可用需求 → 哨兵模式。
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数据量大 + 高可用需求 → 集群模式。
Q4：集群的故障转移时间？
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通常 10~30 秒，依赖节点状态检测和选举机制。