Redis 是一个高性能的键值对内存数据库，广泛用于缓存和数据存储场景。其架构原理主要包括持久化机制、主从同步、哨兵机制以及集群框架等核心知识点。
**Redis 持久化**
Redis 提供了多种持久化策略，以确保即使在服务器重启或异常情况下也能恢复数据。
1. **RDB (Redis Database Persistence)**
- RDB 是 Redis 默认的持久化方式，通过创建数据集的快照来保存状态。
- 快照触发条件包括：满足配置的 save 规则、执行 save 或 bgsave 命令、执行 flushall 或主从复制。
- **快照实现**：Redis 使用 fork() 创建子进程，子进程负责将内存数据写入硬盘的临时文件，完成后替换原有 RDB 文件。
- **优缺点**：RDB 效率高，但可能丢失最后一次快照后的数据。文件是压缩的二进制格式，适合备份和传输。
2. **AOF (Append Only File)**
- AOF 记录每次改变数据的命令，提供日志式的持久化。
- **同步策略**：Redis 可配置为每次命令写入（always）、每秒同步（everysec，默认）或从不同步（no）到硬盘。
- **AOF重写**：当 AOF 文件过大时，Redis 自动触发后台重写，生成更小的包含恢复数据所需最少命令的文件。
- 开启 AOF：通过 `appendonly yes` 配置项开启，文件默认名为 `appendonly.aof`。
**Redis 主从同步**
- 主从结构用于提高读取性能和数据冗余。
- **数据同步**：新数据写入主节点后，会同步到从节点。同步方式有两种：全量同步（初次或主从断开后）和增量同步（部分数据更新）。
- **网络中断处理**：若在数据传输中发生网络故障，主从将尝试重新同步，可能需要全量同步。
**Redis 哨兵机制**
- 哨兵系统用于监控、故障检测和自动故障转移，提升系统的可用性。
- **作用**：监控主节点健康状态，当主节点失效时，自动将从节点升级为主节点，并通知其他从节点进行同步。
- **故障判断与转移**：哨兵系统通过心跳检测确定主节点状态，超过预设阈值即认为主节点失效。
**Redis 集群框架**
- Redis 集群提供数据分片和高可用性，每个节点存储一部分数据。
- **选择**：根据需求选择合适的集群模型，如主从集群、哨兵集群或原生集群。
- **数据分布**：通过哈希槽分配数据到各个节点，确保数据分散且负载均衡。
Redis 的架构原理涉及数据的存储、恢复、扩展和高可用性，理解这些核心概念对于有效使用和管理 Redis 非常关键。
