Redis提供的分布式解决方案：Redis Cluster集群，使用分片sharding来进行数据共享，还提供了复制和故障转移功能。

Redis集群通常由多个节点node组成，节点通过CLUSTER MEET命令连接起来组成集群。

Redis集群通过分片方式保存数据库中的键值对，集群的整个数据库分为16384个槽slot，数据库中的每个键都属于这16384个槽的其中一个，集群中每个节点可以处理0到最多16384个槽。

一个节点出了会记录自己负责的槽外，还会把自己负责的slots数组通过消息发送给集群其他的节点，告知其他节点自己负责的槽有哪些。

在集群中执行命令

客户端向节点发送命令时，接收命令的节点会计算出键对应属于哪个槽：

• 如果键对应的槽属于自己，直接执行命令。
• 如果键对应的槽属于其他节点，会向客户端返回MOVED错误，指引客户端转向redirect到正确的节点，并再次发送要执行的命令。

重新分片

Redis集群可以通过重新分片将某节点的槽指派给另外一个节点，所有的对应的键值对也会被迁移到新的目标节点。

• redis-trib向目标节点发送：CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <source_id>，让目标节点准备好从源节点导入键值对
• redis-trib向源节点发送：CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATING <target_id>，让源标节点准备好从源节点迁移键值对到目标节点
• redis-trib向源节点发送：CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count>，获得最多count个键值对的键
• 针对每个键，redis-trib向源节点发送：MIGRATE <target_ip> <target_port> <key_name> 0 <timeout，将被选中的键原子的从源节点迁移到目标节点
• 重复迁移步骤直到完成
• redis-trib向集群中任一节点发送CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <target_id>，将槽指派配目标节点，这会通知整个集群。

复制和故障转移

Redis集群中的节点分为主节点和从节点，从节点会复制主节点，主节点下线时从节点代替主节点处理命令请求。

集群中每个节点定期向集群中其他节点发送PING消息，用来检测对方是否在线，如果不在线就会将其标记疑似下线，并且各个节点会通过相互发消息交换集群中各个节点状态信息，如果一个集群中半数以上的节点都将某一个节点报告为疑似下线，那么这个节点会被标记为已下线，并广播给集群其他的节点，该节点已下线。

当从节点发现主节点已下线，就开始故障转移：

• 有一个从节点会被选中，执行SLAVEOF no one，变成新的主节点
• 新的主节点会撤销所有对已下线主节点的槽指派，并把这些槽指派给自己
• 新的主节点向集群发送PONG消息，让其他的节点知道自己变成了主节点
• 新的主节点开始对外服务

参考

• 《redis设计与实现》（第二版）