總綱

Redis常見的幾種主要使用方式：

Redis 單副本

Redis 多副本（主從）

Redis Sentinel（哨兵）

Redis Cluster

Redis 自研

Redis各種使用方式的優缺點：

1、Redis單副本

Redis 單副本，采用單個Redis節點部署架構，沒有備用節點實時同步數據，不提供數據持久化和備份策略，適用於數據可靠性要求不高的純緩存業務場景。

優點：

1、架構簡單、部署方便

2、高性價比，當緩存使用時無需備用節點（單實例可用性可以用supervisor或crontab保證），當然為了滿足業務的高可用性，也可以犧牲一個備用節點，但同時刻只有一個實例對外提供服務。

3、高性能

缺點：

1、不保證數據的可靠性

2、當緩存使用，進程重啟後，數據丟失，即使有備用的節點解決高可用性，但是仍然不能解決緩存預熱問題，因此不適用於數據可靠性要求高的業務。

3、高性能受限於單核CPU的處理能力（Redis是單線程機制），CPU為主要瓶頸，所以適合操作命令簡單，排序、計算較少的場景。也可以考慮用memcached替代。

2、Redis多副本（主從）

Redis 多副本，采用主從（replication）部署結構，相較於單副本而言最大的特點就是主從實例間數據實時同步，並且提供數據持久化和備份策略。主從實例部署在不同的物理服務器上，根據公司的基礎環境配置，可以實現同時對外提供服務和讀寫分離策略。

優點：

1、高可靠性，一方面，采用雙機主備架構，能夠在主庫出現故障時自動進行主備切換，從庫提升為主庫提供服務，保證服務平穩運行。另一方面，開啟數據持久化功能和配置合理的備份策略，能有效的解決數據誤操作和數據異常丟失的問題。

2、讀寫分離策略，從節點可以擴展主庫節點的讀能力，有效應對大並發量的讀操作。

缺點：

1、故障恢復復雜，如果沒有RedisHA系統（需要開發），當主庫節點出現故障時，需要手動將一個從節點晉升為主節點，同時需要通知業務方變更配置，並且需要讓其他從庫節點去復制新主庫節點，整個過程需要人為幹預，比較繁瑣。

2、主庫的寫能力受到單機的限制，可以考慮分片

3、主庫的存儲能力受到單機的限制，可以考慮Pika

4、原生復制的弊端在早期的版本也會比較突出，如：Redis復制中斷後，Slave會發起psync，此時如果同步不成功，則會進行全量同步，主庫執行全量備份的同時可能會造成毫秒或秒級的卡頓；又由於COW機制，導致極端情況下的主庫內存溢出，程序異常退出或宕機；主庫節點生成備份文件導致服務器磁盤IO和CPU（壓縮）資源消耗；發送數GB大小的備份文件導致服務器出口帶寬暴增，阻塞請求。建議升級到最新版本。

3、Redis Sentinel（哨兵）

Redis Sentinel是社區版本推出的原生高可用解決方案，Redis Sentinel部署架構主要包括兩部分：Redis Sentinel集群和Redis數據集群，其中Redis Sentinel集群是由若幹Sentinel節點組成的分布式集群。可以實現故障發現、故障自動轉移、配置中心和客戶端通知。Redis Sentinel的節點數量要滿足2n+1（n>=1）的奇數個。

優點：

1、Redis Sentinel集群部署簡單

2、能夠解決Redis主從模式下的高可用切換問題

3、很方便實現Redis數據節點的線形擴展，輕松突破Redis自身單線程瓶頸，可極大滿足對Redis大容量或高性能的業務需求。

4、可以實現一套Sentinel監控一組Redis數據節點或多組數據節點

缺點：

1、部署相對Redis 主從模式要復雜一些，原理理解更繁瑣

2、資源浪費，Redis數據節點中slave節點作為備份節點不提供服務

3、Redis Sentinel主要是針對Redis數據節點中的主節點的高可用切換，對Redis的數據節點做失敗判定分為主觀下線和客觀下線兩種，對於Redis的從節點有對節點做主觀下線操作，並不執行故障轉移。

4、不能解決讀寫分離問題，實現起來相對復雜

建議：

1、如果監控同一業務，可以選擇一套Sentinel集群監控多組Redis數據節點的方案，反之選擇一套Sentinel監控一組Redis數據節點的方案

2、sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum> 配置中的<quorum>建議設置成Sentinel節點的一半加1，當Sentinel部署在多個IDC的時候，單個IDC部署的Sentinel數量不建議超過（Sentinel數量 – quorum）。

3、合理設置參數，防止誤切，控制切換靈敏度控制

quorum

down-after-milliseconds 30000

failover-timeout 180000

maxclient

timeout

4、部署的各個節點服務器時間盡量要同步，否則日誌的時序性會混亂

5、Redis建議使用pipeline和multi-keys操作，減少RTT次數，提高請求效率

6、自行搞定配置中心（zookeeper），方便客戶端對實例的鏈接訪問

4、Redis Cluster

Redis Cluster是社區版推出的Redis分布式集群解決方案，主要解決Redis分布式方面的需求，比如，當遇到單機內存，並發和流量等瓶頸的時候，Redis Cluster能起到很好的負載均衡的目的。Redis Cluster集群節點最小配置6個節點以上（3主3從），其中主節點提供讀寫操作，從節點作為備用節點，不提供請求，只作為故障轉移使用。Redis Cluster采用虛擬槽分區，所有的鍵根據哈希函數映射到0～16383個整數槽內，每個節點負責維護一部分槽以及槽所印映射的鍵值數據。

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優點：

1、無中心架構

2、數據按照slot存儲分布在多個節點，節點間數據共享，可動態調整數據分布。

3、可擴展性，可線性擴展到1000多個節點，節點可動態添加或刪除。

4、高可用性，部分節點不可用時，集群仍可用。通過增加Slave做standby數據副本，能夠實現故障自動failover，節點之間通過gossip協議交換狀態信息，用投票機制完成Slave到Master的角色提升。

5、降低運維成本，提高系統的擴展性和可用性。

缺點：

1、Client實現復雜，驅動要求實現Smart Client，緩存slots mapping信息並及時更新，提高了開發難度，客戶端的不成熟影響業務的穩定性。目前僅JedisCluster相對成熟，異常處理部分還不完善，比如常見的“max redirect exception”。

2、節點會因為某些原因發生阻塞（阻塞時間大於clutser-node-timeout），被判斷下線，這種failover是沒有必要的。

3、數據通過異步復制,不保證數據的強一致性。

4、多個業務使用同一套集群時，無法根據統計區分冷熱數據，資源隔離性較差，容易出現相互影響的情況。

5、Slave在集群中充當“冷備”，不能緩解讀壓力，當然可以通過SDK的合理設計來提高Slave資源的利用率。

6、key批量操作限制，如使用mset、mget目前只支持具有相同slot值的key執行批量操作。對於映射為不同slot值的key由於keys 不支持跨slot查詢，所以執行mset、mget、sunion等操作支持不友好。

7、key事務操作支持有限，只支持多key在同一節點上的事務操作，當多個key分布於不同的節點上時無法使用事務功能。

8、key作為數據分區的最小粒度，因此不能將一個很大的鍵值對象如hash、list等映射到不同的節點。

9、不支持多數據庫空間，單機下的redis可以支持到16個數據庫，集群模式下只能使用1個數據庫空間，即db 0。

10、復制結構只支持一層，從節點只能復制主節點，不支持嵌套樹狀復制結構。

11、避免產生hot-key，導致主庫節點成為系統的短板。

12、避免產生big-key，導致網卡撐爆、慢查詢等。

13、重試時間應該大於cluster-node-time時間

14、Redis Cluster不建議使用pipeline和multi-keys操作，減少max redirect產生的場景。

5、Redis自研 - 推薦推薦

Redis 自研的高可用解決方案，主要體現在配置中心、故障探測和failover的處理機制上，通常需要根據企業業務的實際線上環境來定制化。

優點：

1、高可靠性、高可用性

2、自主可控性高

3、貼切業務實際需求，可縮性好，兼容性好

缺點：

1、實現復雜，開發成本高

2、需要建立配套的周邊設施，如監控，域名服務，存儲元數據信息的數據庫等。

3、維護成本高

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