什麼是 Redis 集羣？
Redis 集羣（Redis Cluster）是 Redis 官方提供的分佈式解決方案，基於 “去中心化架構” 實現數據分片存儲與高可用保障，核心特徵如下：
- 架構本質：無中心節點的 Peer-to-Peer 模式，所有節點地位平等，通過 “集羣總線”（實例端口 + 10000）通信，交換節點狀態、哈希槽分配等元數據。
- 數據分片機制：採用 “哈希槽（Hash Slot）” 劃分數據 —— 將 16384 個固定哈希槽分配給主節點，數據寫入時通過 CRC16(key) % 16384 計算所屬哈希槽，自動路由到對應主節點存儲。
- 高可用設計：最小配置為 “3 主 3 從”，主節點負責讀寫，從節點同步主節點數據；主節點故障時，從節點通過投票機制自動切換為主節點，秒級恢復服務。
- 擴展性：支持動態新增 / 刪除節點，哈希槽可重新分配，實現性能和存儲容量的橫向擴展。
為什麼需要使用 Redis 集羣？
單節點 Redis 存在性能、存儲、高可用三大瓶頸，集羣的核心價值就是解決這些問題，具體場景如下：
- 突破單節點性能瓶頸
單節點 Redis 受 CPU 單核性能（Redis 單線程模型）和網絡帶寬限制，QPS 上限約 10 萬；集羣通過多主節點分擔讀寫請求，可支撐百萬級 QPS（如 3 主集羣理論 QPS 可達 30 萬 +）。
示例：電商秒殺場景，單節點無法承載瞬時高併發請求，集羣通過多節點分流，避免服務雪崩。
- 解決單節點存儲上限問題
單節點 Redis 的內存容量受服務器硬件限制（一般不建議超過 16GB，否則 GC 會導致性能下降）；集羣將數據分散到多個節點，每個節點僅存儲部分數據，可通過增加節點橫向擴展存儲容量（如 10 個主節點可支持 160GB 數據）。
示例：社交平台存儲億級用户會話數據，單節點內存無法容納，集羣通過分片存儲實現數據分佈式管理。
- 保障服務高可用（避免單點故障）
單節點 Redis 宕機後，服務直接中斷；集羣中主節點故障時，其從節點會自動切換為主節點，接管哈希槽，業務無感知恢復（故障轉移耗時 1-3 秒）。
關鍵設計：主從節點需部署在不同服務器，避免 “服務器宕機導致主從同時失效”。
- 提升系統穩定性與容錯性
單節點 Redis 若出現硬件故障、網絡中斷，會導致數據丟失或服務不可用；集羣通過多節點冗餘存儲（主從複製）和故障自動轉移，降低故障影響範圍。
示例：某服務器斷電，僅影響該服務器上的主節點，其從節點（部署在其他服務器）立即切換，業務不受影響。
- 適配分佈式系統架構
現代業務多采用微服務分佈式架構，單節點 Redis 無法滿足跨服務、跨服務器的訪問需求；集羣支持多節點跨服務器部署，與分佈式系統天然適配，可作為分佈式緩存、分佈式鎖等核心組件。
哪些場景不需要 Redis 集羣？
- 數據量小（<10GB）、QPS 低（<5 萬）：單節點 Redis + 持久化（AOF+RDB）即可滿足需求，集羣會增加運維複雜度。
- 僅需高可用，無需分片：可選擇 “主從複製 + 哨兵模式”，架構更簡單，運維成本更低。
- 對一致性要求極高（如金融交易）：Redis 集羣默認異步複製可能存在數據延遲，需額外設計一致性方案（如 WAIT 命令），若無需分片，可優先選擇單節點 + 主從同步。