自我介紹
我， redis ,記憶體資料庫，有著比 memcached 更強大的功能。現在已經是這個領域的頭把金交椅。
這裡所說的常規資料庫是指基於硬碟讀寫的資料庫，比如 oracle ， mysql ， mongodb 等。基於硬碟讀寫的資料庫可以有效的保證資料的高可用性。這裡的高可用性指的是作業系統或者資料庫崩潰之後，不會造成資料丟失，這也是對資料庫的最基本要求。
基於硬碟讀寫的資料庫雖然可以保證資料的高可用性，但是讀寫速度比較慢，這也是磁碟 i/o的天然屬性。雖然切換固態硬碟之後，效能會有顯著提公升，但是經濟成本也會隨之公升高，而且固態硬碟使用壽命偏低。為了解決這個問題， redis 做出了改變。 redis 是基於記憶體進行讀寫的資料庫，把資料全部儲存在記憶體中，這樣就可以大幅提高資料的讀寫速度。
說到記憶體資料庫，不得不提 memcached ， memcached 比 redis 出現的更早，也是基於記憶體進行資料儲存。在十幾年前，大家通用的快取方案就是 memcached 。 memcached 支援 key-value形式的資料儲存，但是只支援 string 型別的資料結構，不支援更複雜的資料結構，也不支援集群。
作業系統或者 memcached 重啟後資料就會丟失。這也是基於記憶體進行資料儲存的最大缺點。
redis 繼承了 memcached 所有的優點，並改進了很多缺點。比如 redis 也是基於記憶體進行資料操作，並且支援更多的資料型別，比如 list ， set 等。最最主要的，也是這篇文章的重點， redis 支援資料高可用，也就是說 redis 或者作業系統重啟之後，資料不會丟失。
redis 在高可用這條路上所付出的努力，就像乙個不斷努力進取的勵志青年。
眾所周知，放在記憶體中的資料是不穩定的。為了解決因為系統或者 redis 重啟造成的資料丟失問題。 redis 提供了兩種資料持久化方案。
快照備份把 redis 資料庫中的資料，定時備份到磁碟中。當資料庫重啟的時候，可以通過定時備份到磁碟檔案中的快照檔案進行資料恢復。這樣 redis 既保證了資料的讀寫速度，又保證了資料的高可用。
aof 同步寫快照備份有個缺點，就是會丟失一部分資料。比如在新的快照檔案生成之前，系統發生了問題，那麼最近一次快照之後的資料將丟失。 redis 為了解決這個問題，提出了 aof 解決方案。所謂的 aof 就是將每次寫入資料的命令都以追加的方式記錄到檔案中。這樣在系統出問題的時候，只要將這個檔案中的命令全部重放一下就ok了。這樣就可以做到不丟數了。
但是如果資料寫入操作太多的話，會造成 aof 檔案過大，為了解決這個問題 redis 提供了 aof 自動壓縮功能，以及去重功能，這樣可以達到對檔案體積大小進行優化的目的。
上面的兩種持久化方案，對於單節點 redis 來說，基本已經夠用了。但是我們的系統總是越做越大，要求越來越多。有的時候單節點 redis 往往撐不住系統的訪問量。這種情況下 redis 提供了主從模式。
所謂的主從模式就是乙個主節點，負責讀和寫，乙個從節點，負責將主節點的資料同步到從節點，這樣主從節點資訊就是一致的。
注意：從節點不支援寫操作，但是可以支援讀操作。當其中任意乙個點掛掉之後，資料不會損失。而且可以將讀的壓力分散到多個節點，支援更大的訪問量。
對於主從模式，這裡有個最大的痛點。當主節點掛掉後，從節點是不會自動公升級為主節點的。也就是負責往 redis 寫入的程式會報錯，但是讀操作不會有問題。這一點不太符合高可用的要求。為了解決發生故障，主節點自動切換的問題， redis 又給大家提供了哨兵模式。
所謂的哨兵模式就是，提供三個哨兵節點（同樣是 redis 例項，只不過不儲存資料），來監控主從模式下的所有 redis 節點（真正儲存資料的節點）。客戶端程式通過哨兵節點獲取主節點資訊。當主節點掛掉後，哨兵節點會自動將其中乙個從節點公升級為主節點，提供給客戶端程式執行寫入操作。當發生故障的主節點恢復後，會自動變為新的主節點的從節點。
大家可能發現了，無論是主從複製模式，還是哨兵模式都沒有解決分布式寫的問題，也就是說到目前為止，所有的方案都只能往乙個節點寫資料，資料儲存能力受單節點限制。哨兵模式僅僅解決了主從複製模式下，發生故障後不能自動切換的問題。
為了解決分布式寫的問題， redis 提供了集群功能。
redis 集群可以實現分布式寫。集群中的節點分為主節點和從節點。主節點負責資料的讀寫以及集群資訊的維護，從節點負責同步主節點的資訊。
redis 集群利用資料分片的概念，將要操作的 key 進行雜湊計算，根據得到的結果決定這個 key 應該儲存到那個主節點。這樣就可以利用多個主節點進行分布式寫操作。進行讀操作的時候也會先計算 key 的雜湊值，然後找到對應的主節點。
很遺憾的是，集群模式也不是百分百完美，比如 key 的批量操作會受限制，只有當操作的 key都位於乙個槽位時才能進行操作。 還有 keys 操作，只能在任一節點發生，不能 跨 節點。 其實這些所有缺點，都是因為分布式寫造成的，因為你把資料分別存到了不同的 redis 節點。
redis 由單節點的持久化，到主從複製模式，再到哨兵模式，再到最後的集群模式。一路打怪公升級，不斷的完善自己。
在高可用這條路上你知道Redis有多努力嗎
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