redis一共有三种模式，分别是主从模式，哨兵模式(Sentinel),Cluster(模式)集群切片

主从模式存在的问题：无法自动选主。

哨兵模式通过哨兵解决了自动选主的问题，存在的问题：在线扩容很复杂。

Cluster模式利用分布式的数据存储，能够很好的解决，在线扩容问题。

redis的高可靠性从4个方面体现：主从复制，Sentinel（哨兵），Cluster（集群分片，分布式存储），持久化（RDB和AOF）

redis主从复制是解决数据读写分离问题，采用1主多从，主节点负责读和写，从节点只负责读，同时主节点负责把最新的数据同步到从节点。

1.主节点单点挂掉的问题

2.主库和从库如何同步数据，保证读数据的一致性

主从库数据同步分为两种情况：

1.第一次进行数据同步（全量数据同步）

2.网络断连之后的数据同步（增量数据同步）

第一次进行数据同步（全量数据）的过程如下：

1.建立主从库连接，协商同步 （从节点发送 “psync ? -1”给主节点,主节点响应FULLRESYNC runId offset给从节点，从节点保存主节点信息）

2.主节点发送RDB文件给从节点，从节点先清空现有数据，再加载RDB文件

3.主节点同步缓存区数据（repl buffer）给从节点 ,从节点加载repl buffer

断网之后的数据同步过程如下（增量复制）

网络断连以后，主库会把新的写数据写入新的缓存区，缓存区是一个循环链表有两个指针，从节点的偏移量不会改变，主节点的偏移量一直在增加，当连接恢复的时候，从节点向主节点发送带偏移量的psync，主节点根据偏移量进行比较，发送增量数据给从节点。

通过哨兵模式(Sentinel），哨兵是一个进程，哨兵通过ping 命令检测与主库连接，如果超时，就代表主库挂了，会进行自动选主，选主完成后，通知其他的从节点和客户端。哨兵是一个集群，有多个哨兵组成。

哨兵的主要功能是监控主从库节点状态，自动选主，选主成功后，通知从节点和客户端。

按照一定的筛选条件和打分策略。

筛选策略：网络不可用的和网络连接不太好，经常掉线的从节点去掉。

打分策略：1.从节点的优先级 2.主从节点复制之间的offset差，越小越好 3.从节点的runId，越小越好。

部署多个哨兵实例，构成哨兵集群，一个哨兵挂掉，其余的哨兵会选出一个新的leader,进行主从库的切换。

基于redis的pub/sub机制组成哨兵集群，组建哨兵集群的步骤如下

1.哨兵与主库建立连接

2.在同一个频道上，各个哨兵在主库上发布自己的信息和订阅别的哨兵的信息

哨兵向主库发送info命令获得从库信息

哨兵之间通过投票选择一个leader,leader哨兵作为主从切换的哨兵。作为一个leader哨兵，应该满足下面的两个条件：

1.拿到半数以上的赞成票

2.赞成票数>=配置文件中quorum值

客户端与哨兵建立连接，在哨兵上订阅主从库切换的消息，获得新主库的消息。

纵向加内存会面临两个问题 1.随着数据量的增加，持久化RDB越来越来,fork子进程可能会阻塞主进程。2.纵向扩展会受到硬件和成本的限制。

横向扩展使用切片集群，只需要增加实例个数，不存在上面的两个问题。

redis cluter模式利用sharding技术，实现redis的分布式存储，也就是说每台redis上存储不同的数据。

1.数据如何在多个实例间分布

2.客户端如何知道要访问的数据在那个实例上

创建各个实例时，每个实例只知道自己hash slot的信息，建立集群时，各个实例相互连接，各个实例会共享自己的hash slot信息给其他的实例，从而每个实例有完整的hash slot的信息，当客户端与实例建立连接时，客户端获得完整的hash slot信息，并把信息缓存到本地，当客户端发送请求时，会先计算出hash slot，然后根据本地的缓存表，去访问真正的实例，获得数据。

redis cluster 使用的hash slot实现数据在多个实例间的均匀分布。首先根据键值对的key,根据CRC16计算一个16bit的值，然后对16384取模，得到的值是hash slot的位置。每个实例节点手动或者自动分配一定数量的hash槽。实现hash slot的对应关系。最终实现key--hash slot--实例id

redis cluster使用重定向的机制，帮助客户端找到实例的数据。重定向机制是客户端向一个实例发送读写数据时，如果在实例中找不到数据，会返回新的实例的地址，客户端需要再请求一次新实例的地址，才能获取到数据，同事客户端本地的缓存。