一、单机模式

redis单机模式是最简单的一种形式，作为日常开发的redis环境和学习的环境是不错的选择。redis启动形式也相对比较简单，使用redis-server redis.conf这种命令基本上就能启动。

二、集群模式

1、主从模式

redis主从模式的服务搭建，是所有集群模式方案中最简单的一个。主redis正常启动，从redis需要在配置文件中加上slaveof 主redis的ip和端口，然后启动即可。

主从原理：

1. 从服务器连接主服务器，发送SYNC命令；
2. 主服务器接收到SYNC命名后，开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；
3. 主服务器BGSAVE执行完后，向所有从服务器发送快照文件，并在发送期间继续记录被执行的写命令；
4. 从服务器收到快照文件后丢弃所有旧数据，载入收到的快照；
5. 主服务器快照发送完毕后开始向从服务器发送缓冲区中的写命令；
6. 从服务器完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主服务器缓冲区的写命令；（从服务器初始化完成）
7. 主服务器每执行一个写命令就会向从服务器发送相同的写命令，从服务器接收并执行收到的写命令（从服务器初始化完成后的操作）

主从优点

1. 支持主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离
2. 为了分载Master的读操作压力，Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务，写服务仍然必须由Master来完成
3. Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求，这样可以有效的分载Master的同步压力。
4. Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间，客户端仍然可以提交查询或修改请求。
5. Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间，如果有客户端提交查询请求，Redis则返回同步之前的数据

主从缺点

1. Redis不具备自动容错和恢复功能，主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败，需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
2. 主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换IP后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性。
3. Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

2、哨兵模式

sentinel的中文含义是哨兵、守卫。也就是说既然主从模式中，当master节点挂了以后，slave节点不能主动选举一个master节点出来，那么我就安排一个或多个sentinel来做这件事，当sentinel发现master节点挂了以后，sentinel就会从slave中重新选举一个master。

哨兵作用：
第一、监控主从服务器状态是否正常
第二、主服务器出现故障时自动将从服务器转换为主服务器。

工作原理

1. 每个Sentinel（哨兵）进程以每秒钟一次的频率向整个集群中的Master主服务器，Slave从服务器以及其他Sentinel（哨兵）进程发送一个 PING 命令。
2. 如果一个实例（instance）距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被 Sentinel（哨兵）进程标记为主观下线（SDOWN）
3. 如果一个Master主服务器被标记为主观下线（SDOWN），则正在监视这个Master主服务器的所有 Sentinel（哨兵）进程要以每秒一次的频率确认Master主服务器的确进入了主观下线状态
4. 当有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程（大于等于配置文件指定的值）在指定的时间范围内确认Master主服务器进入了主观下线状态（SDOWN）， 则Master主服务器会被标记为客观下线（ODOWN）
5. 在一般情况下， 每个 Sentinel（哨兵）进程会以每 10 秒一次的频率向集群中的所有Master主服务器、Slave从服务器发送 INFO 命令。
6. 当Master主服务器被 Sentinel（哨兵）进程标记为客观下线（ODOWN）时，Sentinel（哨兵）进程向下线的 Master主服务器的所有 Slave从服务器发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为每秒一次。
7. 若没有足够数量的 Sentinel（哨兵）进程同意 Master主服务器下线， Master主服务器的客观下线状态就会被移除。若 Master主服务器重新向 Sentinel（哨兵）进程发送 PING 命令返回有效回复，Master主服务器的主观下线状态就会被移除。

哨兵优点

1. 哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。
2. 主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。

哨兵缺点

1. Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

3、cluster模式

cluster的出现是为了解决单机Redis容量有限的问题，将Redis的数据根据一定的规则分配到多台机器。对cluster的一些理解：
cluster可以说是sentinel和主从模式的结合体，通过cluster可以实现主从和master重选功能，所以如果配置两个副本三个分片的话，就需要六个Redis实例。
因为Redis的数据是根据一定规则分配到cluster的不同机器的，当数据量过大时，可以新增机器进行扩容，这种模式适合数据量巨大的缓存要求，当数据量不是很大使用sentinel即可。

redis cluster 为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

工作原理

1. 所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
2. 节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效。
3. 客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。
4. redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上（不一定是平均分配）,cluster 负责维护node<->slot<->value。
5. Redis集群预分好16384个桶，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，根据 CRC16(key) mod 16384的值，决定将一个key放到哪个桶中。