Redis主从模式和集群模式的区别
Redis 的 主从模式（Master-Slave Replication） 和 集群模式（Cluster Mode） 是两种不同的高可用与扩展架构，它们解决的问题、架构设计和适用场景有显著区别。
以下是详细讲解：
📊 一、核心区别概览
| 特性 | 主从模式（Master-Slave） | 集群模式（Cluster） |
|---|---|---|
| 主要目的 | 数据备份、读写分离、高可用 | 数据分片 + 高可用 + 水平扩展 |
| 数据分布 | 所有节点数据完全相同 | 数据自动分片（Sharding） |
| 是否支持水平扩展 | ❌ 不支持（容量受限于单主） | ✅ 支持（可扩展到 1000+ 节点） |
| 自动故障转移 | ❌ 需借助哨兵（Sentinel） | ✅ 内置自动故障转移 |
| 客户端访问方式 | 直连主或从 | 需支持 Cluster 的客户端 |
| 数据容量上限 | 单机内存限制 | 多节点分摊，容量更大 |
| 复杂度 | 简单 | 较复杂 |
二、主从模式（Master-Slave Replication）
🔧 架构图：
+-------------+| Client |+------+------+|| 写+------v------+| Master | ←---------+| (主节点) | |+------+------+ || 复制 | 读v |+------v------+ +-----v-------+| Slave | | Slave || (从节点) | | (从节点) |+-------------+ +-------------+
✅ 工作原理：
- 主节点（Master）：负责处理写操作。
- 从节点（Slave）：通过 异步复制 从主节点同步数据，只能处理读操作（可选）。
- 客户端可将读请求分发到从节点，实现读写分离。
✅ 优点：
- 实现数据冗余备份，提高可用性。
- 支持读写分离，提升读性能。
- 配置简单，易于理解。
❌ 缺点：
- 主节点单点故障：如果主节点宕机，无法自动切换（需搭配 Redis Sentinel 实现高可用）。
- 无法水平扩展：所有数据仍在一台主节点上，容量受限。
- 写操作无法扩展：所有写仍集中在主节点。
⚠️ 注意：主从模式本身不提供自动故障转移，必须配合 Redis Sentinel 使用。
三、集群模式（Redis Cluster）
🔧 架构图：
+---------+| Client |+----+----+|+-----------+-----------+| | |[0-5500] [5501-11000] [11001-16383]| | |+----v----+ +----v----+ +----v----+| Master1 | | Master2 | | Master3 || (M) | | (M) | | (M) || / | | / | | / || Slave1 | | Slave2 | | Slave3 || (S) | | (S) | | (S) |+---------+ +---------+ +---------+
✅ 工作原理：
- 数据被划分为 16384 个哈希槽（hash slots）。
- 每个键通过
CRC16(key) % 16384计算归属的槽。 - 每个主节点负责一部分槽（如 Master1 负责 0~5500）。
- 每个主节点可配置一个或多个从节点，用于故障转移。
- 客户端直接连接任意节点，节点会通过 MOVED/ASK 重定向 引导客户端到正确节点。
✅ 优点：
- 自动分片：数据分布到多个节点，突破单机内存限制。
- 高可用：任一主节点宕机，其从节点会自动升级为主节点（基于 Gossip 协议和投票机制）。
- 水平扩展：可动态添加/删除节点，重新分片。
- 无中心节点：去中心化，节点间通过 Gossip 协议通信。
❌ 缺点：
- 不支持跨节点的多键操作（如
MGET多个 key 如果不在同一节点会失败）。 - 配置和运维复杂。
- 客户端必须支持 Redis Cluster 协议（如 Jedis、Lettuce）。
四、关键区别详解
1. 数据分布方式
- 主从：全量复制，所有节点数据一致。
- 集群：分片存储，每个节点只存一部分数据。
2. 高可用实现
- 主从：需额外部署 Redis Sentinel 来监控主节点，实现故障转移。
- 集群：内置故障检测和主从切换，无需 Sentinel。
3. 扩展性
- 主从：读可扩展（加从节点），写不可扩展。
- 集群：读写均可扩展（增加主节点）。
4. 客户端行为
- 主从：客户端需知道主从角色，写主读从。
- 集群：客户端通过重定向自动访问正确节点。
五、如何选择？
| 场景 | 推荐模式 |
|---|---|
| 数据量小，追求简单 | 主从 + Sentinel |
| 需要读写分离 | 主从 + Sentinel |
| 数据量大（>10GB），需水平扩展 | Redis Cluster |
| 高并发写入 | Redis Cluster |
使用多键操作（如 MGET 所有 key） | 主从（或确保 key 在同一 slot） |
| 微服务架构，独立缓存实例 | 多个主从实例 或 Cluster |
六、常见组合架构
✅ 高可用主从 + Sentinel
Master ←→ Sentinel↓
Slave ←→ Sentinel
- 适合中小规模应用。
✅ Redis Cluster（生产推荐）
3主3从（最小高可用集群）
- 适合大规模、高并发场景。
✅ 总结
| 一句话总结 | 说明 |
|---|---|
| 主从模式 | “一主多从，数据复制，读写分离” |
| 集群模式 | “分片存储，自动故障转移，水平扩展” |
🔑 核心口诀：
- 要高可用 → 用 Sentinel + 主从 或 Cluster
- 要水平扩展 → 必须用 Cluster
- 要简单稳定 → 用 主从 + Sentinel