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Redis Cluster（集群）详解：原理、搭建、数据分片与读写分离

Redis Cluster 是 Redis 官方提供的分布式存储方案，通过数据分片（Sharding）实现 水平扩展（scalability），并提供 高可用性（HA） 和 故障自动转移（failover） 能力，解决了单机 Redis 内存受限、主从复制故障恢复较慢等问题。

本教程将全面讲解 Redis Cluster 的核心原理、搭建步骤、数据分片策略、读写分离以及数据一致性机制。

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1. Redis Cluster 介绍

1.1 Redis Cluster 特性

Redis Cluster 主要提供以下功能：

1. 数据分片（Sharding）：

   • 采用 哈希槽（Hash Slot） 进行数据分布，无需手动分片。
   • 集群中每个节点负责一部分槽（slot），数据根据 key 进行哈希后存入相应的槽位中。

2. 高可用（High Availability）：

   • 无中心架构（No Master Node）：集群内部节点可独立工作，没有单点故障（Single Point of Failure）。
   • 主从架构（Master-Slave）：每个 Master 有一个或多个 Slave，当 Master 宕机时，Slave 可自动提升为 Master。

3. 故障恢复（Failover）：

   • 当某个 Master 节点宕机，集群会自动选择该 Master 的一个 Slave 提升为新的 Master，确保可用性。

4. 客户端直连（Client Direct Connection）：

   • 客户端可直接连接到 Redis Cluster 的多个节点，无需额外的代理层。

5. 支持扩展（Scalability）：

   • 可以通过增加新的节点进行在线扩容，自动重新分配槽位，提高性能。

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2. Re