一、主从架构
主从架构就是一个master节点，两个slave节点。
1.1 Redis主从数据如何同步？
Redis主从架构同步数据分为两种情况：1、全量同步数据 2、部分数据同步。
1.2 全量同步数据
1.当slave和master建立长链接后，slave就会发送psync命令要求同步数据
2.master接收到psync命令后，就会先执行bgsave，将内存的数据生成rdb快照
3.在master生成rdb快照期间，如果还有命令要执行，会缓存到repl buffer当中
4.master将生成的rdb数据发送给slave
5.slave接收到rdb快照后，会清除本地的旧数据，然后再将rdb加载到内存中
6.master将缓存的buffer数据发送给slave
7.slave接收到缓存的buffer数据，会重做本地数据
8.master通过长链接发送命令，实现主从数据一致性
1.3 部分数据同步
主节点和从节点都会维护一个复制偏移量——offset，如果从节点完整复制了主节点的数据，那么主从节点的复制偏移量就是相同的。
1.master会缓存近期的一些写操作命令，缓存在repl buffer中，默认大小是1mb。
2.slave节点断开重连后建立socket长链接
3.slave发送psync(offset)命令要求同步数据
4.master的buffer中如果有offset，那么将会把offset之后的所有数据都发送给slave，否则将全量同步数据
5.master通过socket长链接发送数据，实现主从数据一致性
主从复制风暴：
当一个主节点有多个从节点时，在同一时刻多个从节点都要同步数据，那么主节点在这一刻的压力会非常大，可能导致主节点出现问题——这个就是主从复制风暴。
为了解决这个问题，可以将主从的架构设置成梯形的，也就是从节点也可以是主节点。
二、哨兵架构
在主从架构中，虽然能解决一定的并发和读写分离，但是整个主从架构不是高可用的。一旦主节点下线后，只能人为介入切换主节点，为了解决这个问题，sentinel(哨兵)架构就应运而生。
哨兵是特殊的redis服务，不提供读写服务，主要就是用来监控redis节点。
2.1 sentinel会与主从服务器建立连接
sentinel一旦和主从服务器建立连接后，就能感知到哪个节点是master。当client第一次连接时，sentinel会返回主节点的信息给client，后续client就直接和master进行通信。
2.2 sentinel感知主节点下线
sentinel会定期发送PING命令给其它节点，根据节点是否回复PONG命令来判断哪些节点已下线。一旦sentinel发现master下线，就会选举新的master，然后推送给client。
2.3 sentinel选举流程
1、当某个sentinel发现master下线后，会将自己设置成leader
2、当该sentienl得到了半数以上节点的同意，就会成为sentinel leader
3、sentinel leader开始选取一个存活的slave节点作为新的master，然后推送给client
三、集群架构
3.1 集群的数据存储
redis cluster是通过逻辑槽位来划分数据，redis cluster总共将所有数据划分为16384个slot(槽位),然后每个节点负责一部分槽位的数据进行存储。
3.2 计算key落入哪个槽位
通过对key使用CRC16进行hash运算，得到一个hash值，然后再使用hash值和16384进行与运算，得到最终的槽位信息。
计算公式：Hash_slot = CRC16(key) & 16384。
3.3 跳转重定位
当服务端发生槽位信息变动时，客户端可能没有感知到最新的槽位信息，让然使用旧的槽位向服务器发送写命令。
当服务器发现该槽位不属于我这个节点管理时，会给客户端响应一个重定位的信息，并附带该槽位对应的节点信息。客户端接收到新的槽位信息后，会更新本地缓存的槽位信息，然后再次发送指令给服务器。
3.4 集群的选举原理
当某个slave发现它的master下线后，会对外广播failover信息，然后开始竞选master，当某个slave节点拥有半数以上的投票结果时，这个slave节点就会成为新的master。
选举流程：
1.slave发现master的状态变成fail
2.slave会对外广播failover信息，然后集群的选举周期+1
3.其它节点接收到广播后，只有master才会响应，并且返回ack
4.当该slave节点拥有半数以上的ack时，就成为新的master
当slave发现master下线后，不是立刻发起选举的，而是有一个delay time，这个delay time就是防止多个slave节点竞选master时票数一致，导致选举失败。
3.5 集群脑裂问题
当集群中出现网络分区问题时，有多个master对外提供服务，当网络分区恢复时，其中一个master将清空数据，变成salve。这样就会导致部分数据丢失，而redis提供了一个配置项，可以降低数据丢失的风险——min-replicas-to-write 1。
四、总结
主从架构：能解决读写分离问题，但是只有一个主节点，抗不了很高的并发，主从切换也不支持。
哨兵架构：可以自动切换主从节点，但是仍然只有一个主节点，只解决了高可用。
集群架构：解决了高可用、高并发问题，还引入了逻辑槽位，将数据进行分片存储，降低了单个小集群的读写压力，还支持水平扩展，整体提升了redis的性能。
