什麼是分布式系統？
答：分布式和集群是不得不聯絡在一起的兩個概念，如果多台伺服器共同處理一件事情，叫集群；如果多台伺服器各自處理不同的事情，彼此之間協調合作，共同完成整個系統的工作，就叫做分布式系統。
redis-cloud是集群，還是分布式快取系統？
答：既是集群，也是分布式系統。這要看從哪個角度來看。
假如從儲存資料是否相同來看，redis-cloud中每個結點儲存的資料是不一樣的，它共有16384個槽（0~16383），假如redis-cloud中有3個結點，那麼這16384個槽是根據各個節點的效能分布在不同結點上的。第乙個結點負責0~5000個槽，第二個結點負責5001~10000個槽，第三個結點負責10001~16383個槽，三個結點分別負責不同範圍的資料儲存，最終完整對整個資料範圍的儲存，很顯然，這是乙個分布式系統。
但如果從redis-cloud中所提供的快取功能來看，每個結點都是用來做快取的，各個節點提供的功能都是一樣的，當記憶體不夠用時，還可以不斷橫向新增結點來擴大記憶體容量，很顯然，這是乙個集群。
所以，我們會說，redis集群是乙個分布式集群系統。
（面試題）你知道哪些分布式快取，如果要你設計乙個分布式快取，你會怎麼去設計？
答：主要有memcached和redis。我使用redis來做分布式快取。
剛開始對redis的操作都是單機版，雖然redis的速度很快，但是在特別高的併發下，redis也有效能瓶頸。redis中的資料都放在記憶體裡面，記憶體能有多大呢？64個g，已經很大了，64g都放滿了呢？還能放嗎？可以，內存放滿了會放在硬碟中的虛擬記憶體中，一旦用到虛擬記憶體了，效能就很低了，所以我們盡可能的不要超出記憶體的容量。如果存不下了，但是資料還是很多，還需要往快取中放，那怎麼辦呢？通過搭redis集群來擴充套件記憶體空間。官方給出的redis集群名稱為redis-cluster。
redis-cluster架構圖如下：
集群一般都會有乙個入口，有乙個集群管理工具，但redis集群沒有入口，即沒有**層，集群中的節點都是相互連線的，通過ping-pong機制來實現各個節點之間的通訊，以及判斷各個節點的狀態，客戶端想要連線集群，只需要連線到集群中的任意乙個節點即可。
集群中有那麼多個結點，結點中儲存的資料一樣嗎？不一樣。如果是一樣的，那叫主備。既然是集群，就應該是可以擴容的，如果儲存空間不足了，可以加結點，加乙個伺服器進行，儲存空間就會變大。所有結點的記憶體容量加起來才是整個集群記憶體的總容量，如果每個結點儲存的資料都一樣，那總容量就只是乙個redis的記憶體容量了。
redis集群中，每個結點儲存的資料是不一樣的。如果不一樣，那麼當乙個結點掛了，那整個集群就不完整了，不完整了就不能用了，所以，要想保證redis集群的高可用（長時間可使用，而不會宕機），每乙個節點都需要加乙個備份機，如果這個結點掛了，必須要有備份結點頂上來，來保證集群可以繼續提供服務。
redis集群中有乙個投票：容錯機制，我們前面說集群中一般都會有乙個集群管理工具，但在redis集群中並沒有，那麼，我們怎麼才能知道集群中哪乙個結點掛了呢？redis集群中有乙個投票機制。大家都知道，在選舉的時候，是少數服從多數的原則，要判斷redis集群中的某個結點是否掛掉了，需要我們集群中超過半數的節點進行投票，半數以上的節點認為它掛了，它就掛了。假如集群中有5個結點，有三個認為某個結點已經掛了，那麼集群就認為這個結點真掛了。這個時候就要看有沒有備份結點，如果沒有備份結點頂上來，那麼集群就會宕機。如果有備份結點，備份結點頂上來，繼續維持整個集群的工作，然後管理人員就需要趕快把那個掛掉的節點修理好。那麼，集群中最少有幾個結點呢？3個！3個結點就可以搭建起乙個redis集群，在實際開發中，因為還要保證每個結點都有乙個備份機，所以，最小的集群會搭建6個結點。
只需要連線上redis集群中的任意乙個結點，就能連線上整個集群。
redis集群中，每個結點儲存的資料是不一樣的，那就會有乙個問題，如何把資料分散到不同的節點進行儲存呢？為解決這個問題，redis集群中引入了乙個概念，叫slot（槽，雜湊槽）。redis集群中一共有16384個槽（0~16383），這是固定的。這些槽有什麼作用呢？
當要在redis集群中放置乙個key-value對時，先要對key使用crc16演算法得出乙個數，然後再用這個數對16384求餘數，肯定會得到乙個0~16383之間的數，這樣每乙個key值都會對應乙個0~16383之間的雜湊槽，然後將key-value鍵值對放在這個槽對應的redis結點上就可以了。
槽如何進行分配呢？
要看redis集群中有幾個結點，還要看每個結點的效能怎麼樣。假如有3個結點，每個結點的效能都是完全一樣的，那麼我們就可以把這16384個槽平均分到3個結點上。
0~5000個槽分到第乙個結點上
5001~10000個槽分到第二個結點上
10001~16383個槽分到第三個結點上（為了好計算，這樣劃分）
有個問題，redis集群中最少有幾個結點？redis集群中最多有多少個結點？
答：最少有3個，最多有16384個結點。這裡不考慮備份機的問題。
架構細節:
(1)所有的redis節點彼此互聯(ping-pong機制),內部使用二進位制協議優化傳輸速度和頻寬.
(2)節點的fail是通過集群中超過半數的節點檢測失效時才生效.
(3)客戶端與redis節點直連,不需要中間proxy層.客戶端不需要連線集群所有節點,連線集群中任何乙個可用節點即可
(4)redis-cluster把所有的物理節點對映到[0-16383]slot上,cluster 負責維護node<->slot<->value
redis 集群中內建了 16384 個雜湊槽，當需要在 redis 集群中放置乙個 key-value 時，redis 先對 key 使用 crc16 演算法算出乙個結果，然後把結果對 16384 求餘數，這樣每個 key 都會對應乙個編號在 0-16383 之間的雜湊槽，redis 會根據節點數量大致均等的將雜湊槽對映到不同的節點
分布式系統快取知識點總結
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