Redis架构解析：单节点、主从复制、哨兵模式与集群部署

在实际项目中应用 Redis 时，理解其多种架构模式是至关重要的。本文将深入探讨单节点实例、主从复制、哨兵模式以及集群部署，帮助读者理清这些基本概念。

单节点 Redis 实例适合用于小型测试或开发环境。它作为键值对数据库，可以轻松启动并满足简单的缓存需求。有关单节点部署的详细步骤，请参考初级教程。

主从复制（master/slave）模式通过配置一个或多个从节点来增强数据的可靠性和读取性能。以下是主从复制的关键特性：

• 备份数据：当主节点出现故障时，可以从节点恢复数据。
• 负载均衡：分担读操作压力，提高系统响应速度。

需要注意的是：

1. 一个主节点可以有多个从节点。
2. 默认情况下，主节点支持读写，而从节点仅限于读操作。
3. 不建议为从节点启用写权限，因为这会导致数据一致性问题。
4. 从节点宕机不影响其他节点的正常运行，重启后会自动同步数据。
5. 主节点故障后，Redis 将停止提供写服务，直到主节点恢复。
6. 主节点故障不会触发从节点自动晋升为主节点。

如果主节点设置了密码：

• 客户端访问主节点需要密码。
• 启动从节点时需在配置文件中指定密码。
• 客户端访问从节点无需密码。

2.1 主从复制的局限性

主从复制的主要缺点在于，主节点故障会导致整个系统无法提供写服务，这对生产环境的影响较大。因此，通常会结合哨兵模式以提高系统的高可用性。

哨兵模式（Sentinel）是在主从复制基础上引入的一种监控机制。哨兵进程负责监控主节点的状态，并在主节点故障时自动选举新的主节点。具体来说：

• 哨兵依赖于主从架构，单独的 Redis 节点不需要哨兵。
• 哨兵会在主节点故障时选择一个从节点晋升为主节点，并更新所有节点的配置。
• 原主节点重启后将作为从节点继续工作。
• 多个哨兵进程组成集群以防止哨兵自身故障。
• 哨兵可以管理多个 Redis 集群，并自动处理密码配置等细节。
• 建议将哨兵与 Redis 部署在不同的服务器上，以避免单点故障。
• 每个 Redis 集群都有一个唯一的主节点名称，由哨兵进行标识。

使用哨兵模式时，客户端应连接到哨兵的 IP 和端口，而不是直接连接到 Redis 节点。这样，哨兵可以动态调整客户端连接的目标节点，确保高可用性。

集群模式（Cluster）旨在解决单机 Redis 容量有限的问题。它通过分片技术将数据分布到多个 Redis 实例中，从而实现水平扩展。集群模式不仅具备主从复制和哨兵模式的功能，还能根据需要增加机器进行扩容。例如，配置两个副本和三个分片时，共需六个 Redis 实例。

集群模式适用于大规模数据缓存场景，而较小规模的应用则可以选择哨兵模式即可。