摘要：哨兵是社區版本推出的原生高可用解決方案，部署架構主要包括兩部分集群和數據集群，其中集群是由若干節點組成的分布式集群。自研推薦推薦自研的高可用解決方案，主要體現在配置中心故障探測和的處理機制上，通常需要根據企業業務的實際線上環境來定制化。

最近很多朋友向我咨詢關于高可用的方案的優缺點以及如何選擇合適的方案線上使用，剛好最近在給宜人貸，光大銀行做企業內訓的時候也詳細講過，這里我再整理發出來，供大家參考，如有不妥之處，歡迎批評指正，也歡迎推薦更好的技術方案。不廢話了，來看看方案吧～

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，適用于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，進程重啟后，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，因此不適用于數據可靠性要求高的業務。

3、高性能受限于單核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，相較于單副本而言最大的特點就是主從實例間數據實時同步，并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，有效應對大并發量的讀操作。

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，并且需要讓其他從庫節點去復制新主庫節點，整個過程需要人為干預，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復制中斷后，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；又由于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集群是由若干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，對于Redis的從節點有對節點做主觀下線操作，并不執行故障轉移。

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 配置中的建議設置成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，否則日志的時序性會混亂

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，并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。

文章寫到這里，也給大家送一個福利，給大家推薦一個Java架構方面的交流學習群：650385180，里面會分享一些資深架構師錄制的視頻錄像：有Spring，MyBatis，Netty源碼分析，高并發、高性能、分布式、微服務架構的原理，JVM性能優化這些成為架構師必備的知識體系。還能領取免費的學習資源。文章開頭的總綱就是在群里面獲取的，相信對于已經工作和遇到技術瓶頸的碼友，在這個群里一定有你需要的內容。

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信息并及時更新，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（阻塞時間大于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。對于映射為不同slot值的key由于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分布于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、重試時間應該大于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