Redis多机数据库的实现

一、复制

在Redis中，用户可以通过执行SLAVEOF命令或者设置slaveof选项，让一个服务器去复制另一个服务器，我们称呼被复制的服务器为主服务器(master)，而对主服务器进行复制的服务器则被称为从服务器(slave)。

假设现在有两个Redis服务器，地址分别为127.0.0.1:6379和127.0.0.1:12345，如果我们向服务器127.0.0.1:12345发送以下命令：

127.0.0.1:12345>SLAVEOF127.0.0.1 6379

那么服务器127.0.0.1:12345将成为127.0.0.1 6379的从服务器，而服务器127.0.0.1 6379则会成为127.0.0.1:12345的主服务器。

进行复制中的主从服务器双方的数据库将保存相同的数据，概念上将这种现象称作“数据库状态一致”。可以在主服务器上执行SET，可以在从服务器上获取值。

部分重同步通过复制偏移量，复制积压缓冲区、服务器运行ID三个部分来实现。

在复制操作刚开始的时候，从服务器会成为主服务器的客户端，并通过向主服务器发送命令请求来执行复制步骤，而在复制操作的后期，主从服务器会相互成为对方的客户端。

主服务器通过向从服务器传播命令来更新从服务器的状态，保持主从服务器一致，而从服务器则通过向主服务器发送命令来进行心跳检测，以及命令丢失检测。

二、Sentinel

Sentinel(哨兵、哨岗)是Redis的高可用性解决方案：由一个或多个Sentinel实例组成的Sentinel系统可以监视任意多个主服务器，以及这些主服务器属下的所有从服务器，并在被监视的主服务器进行下线状态时，自动将下线主服务器属下的某个从服务器升级为新的主服务器，然后由新的主服务器代替已下线的主服务器继续处理命令请求。

Sentinel只是一个运行在特殊模式下的Redis服务器，它使用了和普通模式不同的命令表，所以Sentinel模式能够使用的命令和普通Redis服务器能够使用的命令不同。

三、集群

Redis集群是Redis提供的分布式数据库方案，集群通过分片来进行数据共享，并提供复制和故障转移功能。

比如一个集群包含的7000、7001和7002三个节点，图展示了这三个节点进行握手的整个过程。

集群中的16384个槽可以分别指派给集群中的各个节点，每个节点都会记录哪些槽指派给了自己。节点在接到一个命令请求时，会先检查这个命令请求要处理的键所在的槽是否由自己负责，如果不是的话，节点将向客户端返回一个MOVED错误，MOVED错误携带的信息可以指引客户端转向至正在负责相关槽的节点。

对Redis集群的重新分片工作是由redis-trib负责执行的，重新分片的关键是将属于某个槽的所有键值对从一个节点转移到另一节点。

如果节点A正在迁移槽i至节点B，那么当节点A没能在自己的数据库中找到命令指定的数据库键时，节点Ａ会向客户端返回一个ASK错误，指引客户端到节点B继续查找指定的数据库键。

MOVED错误表示槽的负责权已经从一个节点转移到了另一个节点，而ASK错误只是两个节点在迁移槽的过程中使用的一种临时措施。