Redis 实现将 MySQL 查询结果 缓存的核心思路是利用 Redis 作为中间缓存层，避免重复查询 MySQL，提升数据读取性能和系统的响应速度,掌握redis的高可用很有必要

一、Redis缓存实现原理

Redis 缓存 MySQL 查询结果的核心流程：
先查询 Redis 缓存。
如果缓存命中，直接返回结果。
如果缓存未命中，查询 MySQL 数据库，并将结果写入 Redis，设置过期时间。
后续请求直接从 Redis 缓存读取，提高系统性能，降低 MySQL 压力。
通过合理的 缓存策略 和 缓存过期时间，Redis 可以极大地提升数据读取性能，是 MySQL 数据库加速的重要手段。

流程图

用户请求 → Redis → 缓存命中？  → 是 → 返回数据  
                             → 否 → 查询 MySQL → 将结果存入 Redis → 返回数据

1.1 Redis 缓存要点

缓存过期时间（TTL）：

为避免数据过时或 Redis 缓存膨胀，给缓存设置过期时间。例如 setex 命令设置缓存有效期。

缓存键设计：

缓存键（Key）应具有唯一性，通常可以使用业务逻辑生成，例如：
user:1 表示用户表中 ID 为 1 的用户数据。
product:123 表示商品表中 ID 为 123 的商品数据。

缓存一致性：

当 MySQL 数据更新时，应同步更新 Redis 缓存，避免缓存与数据库数据不一致。
常用方案：
缓存失效策略：更新 MySQL 数据时，删除 Redis 缓存（下次访问重新查询并缓存）。
消息队列：通过异步消息队列（如 Kafka、RabbitMQ）通知缓存更新。

热点数据预加载：

对访问频率极高的热点数据，可以在系统启动时提前加载到 Redis，减少首次访问的延迟。

防止缓存穿透、击穿、雪崩：

缓存穿透：对不存在的数据进行查询，导致 MySQL 压力增大。解决方案：使用空值缓存或布隆过滤器。
缓存击穿：热点数据缓存过期时大量请求同时查询数据库。解决方案：加锁、设置随机过期时间。
缓存雪崩：大量缓存同时过期。解决方案：设置随机过期时间，避免缓存同时失效。

二、高可用方案对比

方案	自动故障恢复	数据分片	扩展性	适用场景
Redis主从复制	否	否	差	读多写少、简单数据备份
Redis哨兵模式（Sentinel）	是	否	一般	中小规模高可用场景
Redis Cluster	是	是	好	大数据量、高并发场景
Redis主从复制 + Keepalived	是	否	差	小规模高可用场景
云服务 Redis（公有云厂商）	是	是	好	需要快速部署的高可用场景

主从复制 使用场景和Redis + Keepalived 只是在主从多了vip 做高可用，这里只记录Redis主从复制

2.1 Redis主从复制

主从复制是 Redis 实现数据冗余和读写分离的基本方案。

数据在主节点（Master）上写入，从节点（Slave）通过复制主节点的数据进行同步。

特点

• 数据同步：
  主节点负责写操作，并将数据同步给从节点。从节点只能处理读操作，不能进行写操作。
• 读写分离：
  主节点处理写操作，从节点处理读操作，分担主节点的压力。
• 故障处理：
  如果主节点故障，需要手动将一个从节点提升为新的主节点。
• 一致性：
  数据在主从之间同步存在一定的延迟，不保证完全实时一致性。

2.2 哨兵模式

哨兵模式是在主从复制的基础上，通过 Sentinel 组件实现主从节点的监控和自动故障转移，提升高可用性。

特点

• 主从监控：
  Sentinel 实时监控主节点和从节点的状态，判断节点是否正常工作。
• 自动故障转移：
  当主节点故障时，Sentinel 自动将从节点提升为新的主节点，并通知其他从节点进行同步。
• 通知机制：
  Sentinel 能通知客户端主节点变更，更新连接信息。
• 一致性：
  与主从复制一样，数据同步存在延迟，不保证完全实时一致性。

2.3 Redis Cluster

• Redis Cluster 是 Redis 原生支持的分布式架构，提供 数据分片 和 多主多从 功能，解决了单机 Redis 在存储容量和性能方面的限制。
• 集群通过 16384 个槽（slots） 将数据分片存储到多个主节点（Master）上，每个主节点有若干从节点（Slave）提供数据冗余。

特点

• 数据分片：
  数据通过槽（slot）分散存储在多个主节点上，实现水平扩展。
• 高可用性：
  每个主节点都有从节点作为备份，主节点故障时，从节点自动提升为主节点。
• 多主多从：
  集群中每个主节点都能处理读写请求。
• 自动故障恢复：
  集群会自动检测主节点故障，并进行故障转移。
• 一致性：
  数据在主从节点之间的同步仍然存在延迟，不保证强一致性。
• 客户端直连：
  客户端需要支持 Redis Cluster 协议，直接与多个节点交互。

三、哨兵模式安装以及配置

Redis Sentinel 通过监控主从复制中的 Master 和 Slave 状态，提供 自动故障恢复 和 高可用管理，实现主从切换。

3.1 环境准备

假设你有 3 台 Redis 实例，分别是：

• 主节点（Master）：192.168.1.1:6379
• 从节点（Slave1）：192.168.1.2:6379
• 从节点（Slave2）：192.168.1.3:6379

此外，部署 3 个 Sentinel 实例来监控这些 Redis 节点。

3.2 配置 Redis 主从复制

• 修改 从节点 配置文件，将其设置为主节点的从节点。

Slave 配置示例：

confCopy code# redis.conf 配置文件（Slave 节点）
replicaof 192.168.1.1 6379

• 启动 Redis 服务：

redis-server /path/to/redis.conf

3.3 配置 Sentinel

在每台机器上配置一个 Sentinel 实例，分别创建 sentinel.conf 文件。以下是配置示例：

confCopy code# sentinel.conf 配置文件
port 26379  # Sentinel 监听端口
sentinel monitor mymaster 192.168.1.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel parallel-syncs mymaster 1
sentinel failover-timeout mymaster 15000

参数说明：

• sentinel monitor：定义监控的主节点，mymaster 是自定义名称，2 表示至少有 2 个 Sentinel 认为主节点宕机，才触发故障转移。
• down-after-milliseconds：判定主节点宕机的超时时间（毫秒）。
• parallel-syncs：故障恢复后并行同步从节点的数量。
• failover-timeout：故障转移的最大超时时间。

3.4 启动 Sentinel

启动 3 个 Sentinel 实例：

redis-sentinel /path/to/sentinel.conf

3.5 验证哨兵模式

1. 观察 Sentinel 状态：
   使用以下命令连接 Sentinel 查看主从状态：

   redis-cli -p 26379 info Sentinel

2. 模拟主节点故障：
   停止主节点服务：

   redis-cli -h 192.168.1.1 -p 6379 shutdown

   • Sentinel 会自动检测到主节点故障，将一个从节点提升为新的主节点。

3. 查看新的主节点：
   在 Sentinel 监控中查看新的主节点：

   redis-cli -p 26379 sentinel get-master-addr-by-name mymaster

哨兵模式：适合小规模部署，要求高可用但不需要水平扩展。

四、Redis Cluster 模式安装以及配置

Redis Cluster 是 Redis 提供的原生分布式高可用方案，通过 数据分片 和 多主多从 模式实现高可用和负载均衡。

4.1 环境准备

假设需要创建一个包含 3 个主节点和 3 个从节点的 Redis Cluster。

• 主节点（Master）：
  192.168.232.1:7000、192.168.232.2:7001、192.168.232.3:7002
• 从节点（Slave）：
  192.168.232.1:7003、192.168.232.2:7004、192.168.232.3:7005

---

4.2 配置 Redis Cluster 节点

为每个 Redis 实例配置 redis.conf 文件。

配置示例（redis-7000.conf）：

confCopy codeport 7000
cluster-enabled yes           # 启用 Redis Cluster
cluster-config-file nodes-7000.conf
cluster-node-timeout 5000     # 集群节点超时时间
appendonly yes                # 开启数据持久化

修改不同实例的 port 和 cluster-config-file，其他配置相同。

4.3 启动 Redis 实例

启动所有 Redis 节点：

redis-server /path/to/redis-7000.conf
redis-server /path/to/redis-7001.conf
redis-server /path/to/redis-7002.conf
redis-server /path/to/redis-7003.conf
redis-server /path/to/redis-7004.conf
redis-server /path/to/redis-7005.conf

4.4 创建 Redis 集群

使用 redis-cli 工具初始化集群，将 3 个节点设为主节点，3 个节点设为从节点。

执行以下命令：

redis-cli --cluster create 192.168.232.1:7000 192.168.232.2:7001 192.168.232.3:7002 \
192.168.232.1:7003 192.168.232.2:7004 192.168.232.3:7005 --cluster-replicas 1

说明：

• --cluster-replicas 1 表示每个主节点有 1 个从节点。

初始化后，Redis Cluster 会自动分配 16384 个槽（Slots）到各个主节点。

4.5 验证 Redis Cluster

1. 查看集群状态：
   任意节点执行以下命令查看集群信息：

   redis-cli -h 192.168.232.1 -p 7000 cluster nodes

2. 数据测试：

   • 插入数据到集群中：

     redis-cli -c -h 192.168.232.1 -p 7000 set key1 value1

     -c 参数表示客户端支持 Redis Cluster 模式。

   • 数据自动分配到不同槽，查看存储数据的节点。

3. 故障测试：
   停止某个主节点，查看集群自动进行故障转移：

   redis-cli -h 192.168.232.1 -p 7000 shutdown

   从节点会自动提升为主节点，保证集群高可用。

Redis Cluster：适合大规模高并发场景，支持数据分片和水平扩展，适用于大数据量和高可用需求。