1. 主从复制
1.1 概念
Redis主从复制是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他Redis服务器的过程，复制后的Redis服务器能像原始服务器一样对外提供读写服务。主从复制功能主要由两个部分组成：同步和命令传播。
1.2 同步
同步是指将主Redis服务器上的所有操作同步到从Redis服务器。同步的方式分为全量同步和增量同步。
全量同步指从主Redis服务器中将所有的数据都发送到从Redis服务器，这个过程需要消耗大量时间和带宽。全量同步的触发有三种情况：一、从Redis服务器第一次连接主Redis服务器时；二、从Redis服务器执行SLAVEOF命令时；三、主Redis服务器重新连接从Redis服务器时。
增量同步指主Redis服务器只向从Redis服务器发送那些在上一次同步之后，主Redis服务器中发生的新的修改操作。增量同步的触发是实时的，主Redis服务器会将修改操作立即发送给从Redis服务器。
1.3 命令传播
命令传播是指主Redis服务器上的写操作传播到从Redis服务器。传播的方式有两种：同步复制和异步复制。
同步复制指主Redis服务器将写操作传给从Redis服务器，等从Redis服务器完成写操作后，主Redis服务器才继续执行后续的写操作。同步复制的优点是从Redis服务器的数据和主Redis服务器的数据一致性高，但缺点是对主Redis服务器的写操作性能有很大影响。
异步复制指主Redis服务器向从Redis服务器发送写操作后，就立刻开始执行后续的写操作，而不等待从Redis服务器的写操作完成。异步复制的优点是对主Redis服务器的写操作性能影响小，但当从Redis服务器在执行写操作过程中出现问题，从Redis服务器的数据会和主Redis服务器的数据不一致。
2. 哨兵
2.1 概述
Redis哨兵(Sentinel)是Redis官方推出的高可用性解决方案，可以自动完成主从切换、故障转移等操作，保障整个系统的稳定性。哨兵模式主要由哨兵节点、主节点和从节点组成。
哨兵节点会不断地监控主节点和从节点的健康状态，并在主节点发生故障时自动完成主从切换，将工作负载转移到从节点上。同时，哨兵节点还会监控现有从节点是否足够多，如果不足够，哨兵节点就会自动将从节点升级为主节点，以满足现有工作负载。
2.2 配置
在哨兵模式下，可以通过配置文件或者命令行参数的方式指定哨兵节点的工作模式、主节点地址和端口等信息。具体的配置方式可以参考以下代码：
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel failover-timeout mymaster 15000
这段代码中，第一行配置了哨兵节点监控的主节点地址和端口号，其中2表示在主节点不可用的时候，需要至少有两个哨兵节点认为主节点不可用才会进行故障转移。
第二行配置了哨兵节点的宕机检测间隔时间，这里为5秒。
第三行配置了哨兵节点执行故障转移的超时时间，这里为15秒。
3. 集群
3.1 概述
Redis集群是Redis官方提供的分布式数据库解决方案，通过将数据分布到多个节点上，来解决单机Redis无法满足用户需求的问题。Redis集群由多个节点组成，每个节点可以容纳多个键值对。
3.2 节点
Redis集群中的节点主要分为三种：主节点、从节点和集群管理节点。
主节点保存数据，同时也可以将数据同步到从节点上。在Redis集群中，每个主节点可以包含多个从节点，同时每个从节点也可以成为其他主节点的从节点。
集群管理节点主要用于管理整个集群的状态，包括添加节点、删除节点、故障转移等。
3.3 数据分片
在Redis集群中，数据会自动被分布到不同的节点上。当客户端发送数据请求的时候，Redis集群会根据该数据的键值，自动计算键值所在的节点，并将数据发送到该节点上，从而实现数据的读写操作。
数据分片的实现方法有两种：哈希槽和一致性哈希。
哈希槽指将集群中的所有节点划分为固定数量的槽，在每个槽内只能存储一个键值对。当客户端发送一个键值对到集群中的时候，Redis集群会使用哈希函数计算出该键值对所在的槽，并将该键值对存储到该槽所在的节点上。
一致性哈希指将键值空间映射为环形空间，并根据节点数和数据量的大小确定每个节点在环中所占有的权重。当一个键值对需要存储到集群中的时候，Redis集群会使用哈希函数计算出该键值对在环中所对应的位置，并将该键值对存储到该位置所对应的节点上。
3.4 故障处理
在Redis集群中，如果一个节点出现故障，集群管理节点会自动执行故障转移操作，将该节点上的键值对自动迁移到其他节点上。同时，由于该节点对应的哈希槽会因迁移而改变，因此集群管理节点会自动更新其他节点的哈希槽信息，以保证整个集群的数据分布均匀和正确。
3.5 配置
在Redis集群中，可以通过配置文件或者命令行参数的方式指定节点的工作模式、节点地址和端口等信息。具体的配置方式可以参考以下代码：
bind 127.0.0.1
protected-mode yes
port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
cluster-slave-validity-factor 10
cluster-migration-barrier 1
cluster-require-full-coverage yes
这段代码中，第一行指定了节点监听的IP地址，这里为127.0.0.1。
第二行指定了保护模式是否开启，默认为开启。
第三行指定了节点监听的端口号，这里为7000。
第四行指定了是否开启集群模式，这里为开启。
第五行指定了保存节点信息的文件名，这里为nodes.conf。
第六行指定了节点超时时间，这里为5000毫秒。
第七行指定了从节点数据有效性的因子，这里为10，表示从节点发生故障的时间是其主节点发生故障时间的十倍。
第八行指定了迁移的阈值，这里为1，表示集群迁移所需的最小延迟时间是1毫秒。
第九行指定了集群的全覆盖策略，这里为开启。