Redis 集群模式簡述
一個集群模式的官方推薦最小最佳實踐方案是 6 個節點，3 個 Master 3 個 Slave 的模式，如 圖00 所示。
key 分槽與轉發機制
Redis 將鍵空間分為了 16384 個槽，通過以下算法確定每一個 key 的槽：
CRC16(key) mod 16384
由於 16384 = 2 的 14 次方，對一個 2 的 n 次方取余相當於對於它的 2 的 n 次方減一取與運算。所以優化為：
CRC16(key) & 16383
當 key 包含 hash tags 的時候（例如 key{sub}1），會以 sub tags 中指定的字符串（就是 sub ）計算槽，所以key{sub}1和key{sub}2會到同一個槽中。
客戶端可以發送讀取任一個槽的命令到任一個集群實例，當槽屬於請求的實例的時候，就會處理，否則會告訴客戶端這個槽在哪里，例如如果將下面命令發到第二個 Master：
GET key1
返回： MOVED slot ip:port（第一個Master的）
默認情況下，所有的讀寫命令只能發送到 Master。如果需要使用 Slave 處理讀請求，需要先在客戶端執行 readonly 命令。
主從自動切換機制
當一個 Master 發生故障，如果有 Slave，則會切換為 Master。
如何判斷 Master 發生故障了呢？Redis 集群配置中有一個配置，cluster-node-timeout集群心跳超時時間。當集群內節點建立連接后，定時任務 clusterCron 函數（參考源碼：https://github.com/redis/redis/blob/6.0/src/cluster.c）會每隔一秒隨機選擇一個節點發送心跳。如果在超時時間（cluster-node-timeout）的時間內未收到心跳響應，則將這個節點標記為 pfail。
如果集群中有一半以上的 Master 標記一個節點的狀態是 pfail，那么這個節點的狀態就會變成 fail。
當節點變成 fail 就會觸發自動主從切換。主從切換的過程，也涉及到類似的選舉：
- 當某個 Master 被標記為 fail 之后，對應的 Slave 節點執行定時任務 clusterCron 函數時，選取復制偏移量，也就是主從同步進度最大、數據最新的 Slave 嘗試變為主。
- 這個 Slave 設置自己的 currentEpoch += 1（正常情況下集群中所有的 currentEpoch 相同，每次選舉都會加 1，並且每個 currentEpoch 只能投一次，防止多個 Slave 同時發起選舉后難以獲取大多數票），之后向所有的 Master 發送 failover 請求，如果得到大多數 Master 的同意則開始執行主從切換。
集群不可用情況
根據上面的描述，我們可以總結出如下不可用的情況
- 當訪問一個 Master 和 Slave 節點都掛了的槽的時候，會報槽無法獲取。
- 當集群 Master 節點個數小於 3 個的時候，或者集群可用節點個數為偶數的時候，基於 fail 的這種選舉機制的自動主從切換過程可能會不能正常工作，一個是標記 fail 的過程，一個是選舉新的 master 的過程，都有可能異常。
參考
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