Redis分布式架构那些关键点还有它的分发器怎么用其实挺重要的

Redis要想处理海量数据和高并发请求，单台机器是扛不住的，必须采用分布式架构，这就像一家小店发展成全国连锁，需要一套办法把数据和客流分散到各个分店去管理，这里面有几个绕不开的关键点，以及一个核心角色——“分发器”（通常指Redis Cluster中的核心机制或代理层）。

第一个关键点是数据分片。 这是分布式架构的基石，想象一下，你有一个巨大的字典，一个人查太慢，于是你把它从字母A到Z拆成几份，交给不同的人保管，查哪个字母就找对应的人，Redis也是这么干的，它把所有的数据按键的某种规则（例如计算哈希值）分配到多个Redis实例（称为分片）上，这样，每个实例只存储一部分数据，压力就分散了，但这里有个核心问题：怎么决定一个键该存到哪个分片上？这就是“分发器”要解决的首要问题，在Redis官方集群方案（Redis Cluster）中，并没有一个独立的分发器进程，而是内置了一个“智能”的分片机制，它采用哈希槽（Hash Slot）的概念，把整个数据空间划分为16384个槽位，每个节点负责一部分槽位，当客户端要存取一个键时，会先用CRC16算法计算键的哈希值，然后对16384取模，得到这个键对应的槽位号，最后直接连接到负责这个槽位的节点进行操作，客户端SDK通常会缓存一份“槽位-节点”的映射表，从而能“智能”地找到正确的节点。（来源：Redis官方文档关于Redis Cluster的说明）

第二个关键点是高可用性。 任何机器都有宕机的风险，分布式架构不能因为一个分店关门就整个连锁体系瘫痪，Redis通常采用主从复制模式，每个主分片都配有一个或多个从分片，主分片负责写操作，并实时将数据变更同步给从分片，一旦主分片宕机，系统能通过哨兵（Sentinel）这类监控组件自动检测到故障，并迅速提拔一个健康的从分片成为新的主分片，继续提供服务，这个过程叫故障转移，这样，服务就能最大程度地保持可用，这里的分发器（或集群管理组件）需要具备感知节点状态的能力，并在故障发生时，及时更新路由信息，告诉客户端们：“现在这个分片的老大换人了，你们以后找它。”（来源：Redis官方文档关于复制的说明）

第三个关键点是一致性。 在分布式系统中，数据同步难免有延迟，当你向主分片写入数据后，可能瞬间有个读请求发到了还没来得及同步的从分片，这时就会读到旧数据，这就是一致性问题，根据业务对数据一致性的要求不同，可以选择不同的策略，可以强制要求某些关键读操作也必须发往主分片，牺牲一点读性能来保证一定能读到最新数据，分发器在这里的角色是，支持客户端根据指令将请求发送到主节点或从节点,实现读写分离或强一致性读取。

这个“分发器”具体怎么用呢？ 我们主要看两种最常见的模式：

Redis Cluster模式（内置分发）： 这种方式下，你不需要部署额外的分发器软件，你启动的是一个由多个Redis实例组成的集群，每个实例都知道自己和其他实例负责哪些哈希槽，客户端的用法是关键：你必须使用支持Redis Cluster的智能客户端（比如Java的Jedis Cluster、Python的redis-py-cluster），这种客户端在启动时，会从集群中某个节点获取整个“槽位-节点”映射关系并缓存起来，当你要执行一个命令，比如set user:123 "张三"，客户端会先本地计算user:123这个键在哪个槽位（比如第5000号槽），然后根据缓存的映射表，直接向负责5000号槽的节点发起连接和操作，如果集群扩容（增加了节点）或者发生了故障转移（槽位归属权变更），客户端会遇到“MOVED”或“ASK”错误提示，它会根据这个提示更新本地缓存，然后重试命令，在这种模式下，使用方式就是“配置好集群节点地址，使用智能客户端”，剩下的路由、重定向等“分发”工作由客户端和集群协议自动完成。

代理模式（独立分发器）： 这种方式下，有一个独立的代理服务（比如Twemproxy、Codis等）作为中间层，客户端不再直接连接Redis实例，而是统一连接到这个代理，代理对外表现得像一个单机Redis，接收所有请求，它内部维护着分片规则和节点列表，负责将请求转发到正确的后端Redis实例，并将结果返回给客户端，这种模式的用法很简单：你部署好代理服务，配置好后端Redis实例地址和分片规则（比如一致性哈希），你的应用程序就像连接一个普通Redis服务器一样，连接这个代理的地址和端口即可，所有的分片、故障转移等复杂逻辑都对客户端透明，客户端无需任何特殊处理，优点是客户端实现简单，语言无关；缺点是多了层网络跳转,可能带来轻微性能损耗和额外的运维成本。

理解Redis分布式架构，核心就是抓住数据分片、高可用、一致性这三大关键点，而“分发器”的使用，取决于你选择的架构模式：用官方的Redis Cluster，就需要搭配智能客户端；用代理模式，就让客户端像访问单机一样访问代理，选择哪种，需要权衡你的运维能力、客户端语言支持以及对性能和控制力的要求。