集群是Redis的分布式方案，通过分片来进行数据共享，并提供复制和故障转移功能。
一、节点node
集群模式下的Redis服务器叫节点，一开始各个节点相互独立，连起来后叫集群。通过向某个节点发送命令【cluster meet <ip> <port>】，节点和【ip+port】服务器握手成功后就将其添加到所在的集群中。
启动节点：Redis服务器启动时根据cluster-enabled配置选择开启后作为普通模式还是集群模式，集群模式会有特定的数据结构和消息传递。
二、集群数据结构
struct clusterNode{ mstime_t ctime;//创建节点的时间 char name[40];//节点名字，40个十六进制符 int flags;//各种标识，主从节点、上线下线 unit64_t configEpoch;//配置纪元，用于故障转移 char ip[REDIS_IP_STR_LEN];//ip地址 int port;//端口 clusterLink* link;//保存连接节点所需的有关信息 //... };
clusterNode表示一个节点的各种基本信息，包括创建时间、地址、端口、配置纪元、名字、所连的节点等信息，属性【clusterLink* link】表示所连的节点。
typedef struct clusterLink{ mstime_t ctime;//创建连接的时间 int fd;//TCP套接字描述符 sds sndbuf;//输出缓冲区,保存要发给其他节点的信息 sds rcvbuf;//输入缓冲区，保存从其他节点接收到的信息 struct clusterNode* node;//连接关联的节点，没有则设空 //... }clusterLink;
clusterLink保存了连接节点所需的有关信息，其中缓冲区是给节点用的，而不是客户端。
typedef struct clusterState{ clusterNode* myself;//指向当前节点的指针 unit64_t currentEpoch;//配置纪元 int state;//集群状态 int size;//集群中至少处理一个槽的节点数量 dict* nodes;//集群节点名单，key为节点名，val为clusterNode结构 //... }clusterState;
clusterState是每个节点都会有的结构，记录的是集群信息，nodes字典包含了全部的节点。
握手过程：B发命令给A，A在clusterState的nodes字典里建立一个clusterNode保存B的节点信息，然后A返回命令给B，B做同样的事。B发pong命令，A收到回复ping命令。握手完成。随后A把B的信息发给及群里其他节点，纷纷握手。
三、槽
Redis集群通过分片来保存键值对，整个数据库被分为16384个槽(slot)，每个节点处理0-16384个槽，全部槽都有节点处理时集群才处于上线状态。
存储节点信息的clusterNode有属性记录节点负责处理哪些槽。
unsigned char slots[16384/8];//二进制位数组，1表示处理，0表示不处理 int numslots;//本节点负责的槽点数量
节点负责处理哪些槽的信息会群发给其他节点，每个节点都知道全部槽分别由谁负责处理，信息存在clusterState里。
clusterNode* slots[16384];//要么指向NULL，要么指向节点
中间的数组提供索引查找作用，快速定位到节点，设置和查找时间复杂度都是O(1)，若没有则需要暴力。
槽指派：通过命令【cluster addslots <slot> [slot ...]】，如果指派的槽有一个被处理了则返回错误，否则就改一下clusterNode的slots数组，改一下clusterState的slots数组指向。再群发。
四、在集群中执行命令
1.计算键属于哪个槽 = CRC16(key)&16383，CRC16(key)是计算key的CRC-16校验和。
2.检查是否为自己负责的槽，判断clusterState.slots[i]==clusterState.myself，不等于则返回MOVED命令，蕴含了clusterState.slots[i]指向的节点。
3.MOVED错误【moved <slot> <ip>:<port>】,若客户端未连上目标节点，则先连再发。集群模式下MOVED错误不会打印出来，单纯是告诉客户端去找其他节点，但是单机模式则会被打印出来，因为不会自动转向。MOVED错误的解决措施是永久的，权限已经改变了，客户端以后直接去找新的节点。
4.节点只能用0号数据库，单机Redis则可以随便用，过期处理方式则相同。集群状态clusterState结构中还有slots_to_keys跳跃表保存槽与键之间的关系，跳跃表的分值(score)对应键的槽号，有序，方便批量操作。
5.重新分片，无需下线。
6.ASK错误是重新分片过程中遇到客户端与键相关的命令，在源节点找不键则会去目标节点找，类似MOVED错误，被隐藏。ASK错误是一次性的，还没迁移完成，下一次还是找源节点，找不到再通过ASK错误去找目标节点。具体实现略过。
五、集群里的主从复制与故障转移
和普通的主从复制差不多。一开始各个节点定时相互发送消息以检测故障，谁没及时回复就被标记为疑似下线状态，然后告知其他节点，半数以上有处理槽的节点认为疑似下线就可以标记为已下线。从节点发现自己的主节点已下线时，先选新的主节点，规则与选领头羊Sentinel一样。旧的主节点上线后变从节点。
六、消息
meet消息：A接到【cluster meet】时，向B发送【meet】，请求B加到A所在的集群。
ping消息：每个节点默认1s随机选5个节点并挑最久没发过ping消息的节点发送ping消息，检测对方是否在线。
pong消息：对meet和ping消息的回应 或 群发状态确认。
fail消息：主节点A断定主节点B已下线时，群发告知。
publish消息：当节点收到，会执行并群发，后续接收者也如此。
消息 = 消息头header + 消息正文data
参考&引用
《redis设计与实现》