Java-Redis是如何保证高可用的？

高性能

基于内存的存储

Redis是基于内存的存储系统，所有数据都保存在内存中，这使得Redis可以快速读取和写入数据。与传统的基于磁盘存储的系统相比，Redis的读写性能更高。

单线程的设计

是单线程的设计，所有的读写请求都由同一个线程处理，避免了多线程的锁竞争和上下文切换的开销，使得Redis的读写性能更高。

非阻塞的IO多路复用机制

采用多路 I/O 复用技术可以让单个线程高效的处理多个连接请求（尽量减少网络 IO 的时间消耗），且 Redis 在内存中操作数据的速度非常快，也就是说内存内的操作不会成为影响Redis性能的瓶颈。

在多路复用IO模型中，会有一个内核线程不断地去轮询多个 socket 的状态，只有当真正读写事件发送时，才真正调用实际的IO读写操作。因为在多路复用IO模型中，只需要使用一个线程就可以管理多个socket，系统不需要建立新的进程或者线程，也不必维护这些线程和进程，并且只有真正有读写事件进行时，才会使用IO资源，所以它大大减少来资源占用。

数据结构的优化

内置了多种数据结构，如字符串、列表、集合、有序集合等，这些数据结构都经过了优化，使得Redis可以快速进行读写操作。

持久化的设计

AOF 持久化：将写命令追加到文件中，定期将AOF文件重写，服务关闭时将AOF文件重写。AOF持久化的好处是可以保证数据不丢失，但是可能会导致写性能降低。

RDB 持久化：将数据快照存储到磁盘上，定期生成RDB文件，服务关闭时生成。RDB持久化的好处是可以快速恢复Redis的数据，但是可能会丢失一部分数据。

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高可靠与高扩展

集群之间采用短连接的方式，客户端通过集群的负载均衡机制将请求分发到不同的节点。每个节点独立处理请求，然后返回结果给客户端。

在Redis集群中，客户端读取数据的过程涉及以下步骤：

连接到集群：客户端首先需要连接到Redis集群。通常，客户端会连接到一个或多个集群节点，并从中选择一个作为起始节点。这个起始节点会告诉客户端关于整个集群拓扑的信息。

获取集群拓扑信息：一旦连接到一个节点，客户端会向该节点发送CLUSTER NODES命令，以获取整个集群的拓扑信息。这个信息包括集群中所有节点的IP地址、端口号、节点ID等。

定位数据分片：客户端通过哈希算法计算键的哈希值，然后根据哈希值定位数据所在的分片。Redis集群使用哈希槽（hash slot）来分片数据，每个分片包含一个或多个连续的哈希槽。

寻找负责的节点：一旦确定了数据所在的分片，客户端需要找到负责该分片的节点。客户端会根据分片的哈希槽范围，找到负责该范围的节点。

发起数据读取请求：客户端向负责的节点发送读取请求。如果该节点不是主节点（可能是从节点），它可能会将客户端重定向到主节点。

从主节点读取数据：如果需要，客户端会重新定向到主节点，并向主节点发送数据读取请求。主节点负责响应读请求，从自身存储的数据中获取并返回相应的值。

这是一个简化的描述，实际过程中还涉及了一些集群管理和故障处理的细节。需要注意的是，Redis集群的读操作通常是直接在主节点上执行的，而写操作则会被主节点同步到相应的从节点。这种方式既提高了读取性能，又保证了数据的一致性。