数据量呈爆炸式增长，单机Redis早已无法满足大规模数据存储和高并发访问的需求。如何构建一个高性能、高可用的Redis集群？本文将带你全面了解Redis分片集群的搭建、伸缩和故障转移机制，以及如何在Java应用中通过RedisTemplate高效访问集群。

Redis分片集群全攻略：从搭建到故障转移，一文搞定高可用架构！

01、Redis分片集群核心概念

Redis Cluster是Redis官方提供的分布式解决方案，它通过数据分片（Sharding）的方式将数据分散存储在多个节点上，每个节点负责一部分数据。

散列插槽（Hash Slot）是Redis Cluster的核心设计，整个集群共有16384个插槽。当我们存储一个键值对时，Redis会先对key进行CRC16校验，然后对16384取模，最终确定这个键值对应该存储在哪个插槽上。

这种设计带来了几个显著优势：

数据均匀分布：通过散列算法自动分配数据
无中心节点：每个节点都知道数据分布情况
线性扩展：理论上可以无限扩展节点数量

02、搭建Redis分片集群详细步骤

1. 环境准备

假设我们要搭建一个包含6个节点的集群（3主3从），确保每台服务器已安装Redis 5.0+版本。

# 在每台服务器上修改redis.conf
port 6379
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

2. 启动所有节点

redis-server /path/to/redis.conf

3. 创建集群

使用redis-cli工具创建集群：

redis-cli --cluster create 
192.168.1.1:6379 192.168.1.2:6379 192.168.1.3:6379 
192.168.1.4:6379 192.168.1.5:6379 192.168.1.6:6379 
--cluster-replicas 1

4. 验证集群状态

redis-cli -c -h 192.168.1.1 -p 6379 cluster nodes

03、集群伸缩实战技巧

1. 扩容操作

当现有集群容量不足时，可以动态添加新节点：

# 添加新主节点
redis-cli --cluster add-node 新节点IP:端口 现有节点IP:端口

# 为新节点分配插槽
redis-cli --cluster reshard 现有节点IP:端口

2. 缩容操作

当需要减少节点时：

# 将待删除节点的插槽迁移到其他节点
redis-cli --cluster reshard 待删除节点IP:端口

# 删除节点
redis-cli --cluster del-node 待删除节点IP:端口 节点ID

注意事项：

提议每次迁移不超过1000个插槽
业务低峰期执行迁移操作
监控网络带宽和延迟

04、故障转移与高可用保障

Redis Cluster通过主从复制实现故障转移：

自动故障检测：节点间通过Gossip协议通信，当多数主节点认为某节点不可达时，触发故障转移
从节点晋升：原主节点的从节点会自动晋升为新主节点
客户端重定向：客户端会收到MOVED/ASK重定向，自动连接到正确节点

关键配置参数：

cluster-node-timeout 15000  # 节点超时时间(毫秒)
cluster-replica-validity-factor 10 # 从节点数据有效性因子
cluster-migration-barrier 1 # 主节点最小从节点数

05、Spring Boot中使用RedisTemplate访问集群

在Spring Boot应用中，配置RedisTemplate访问集群超级简单：

@Configuration
public class RedisConfig {
    
    @Bean
    public RedisConnectionFactory redisConnectionFactory() {
        RedisClusterConfiguration config = new RedisClusterConfiguration();
        config.addClusterNode(new RedisNode("192.168.1.1", 6379));
        config.addClusterNode(new RedisNode("192.168.1.2", 6379));
        // 添加所有节点...
        
        return new JedisConnectionFactory(config);
    }
    
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate() {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory());
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
        return template;
    }
}