Redis Cluster 使用 16384 个哈希槽 是基于性能、内存和哈希均匀性等多方面的平衡考虑。这是 Redis 在设计分布式集群时的一个核心机制，用于实现数据分片和分布。
1. 为何是 16384 槽位
- 性能与内存消耗平衡：16384 是一个合适的槽数量，不会占用太多内存，同时也足够大，可以提供良好的数据分布效果。更多的槽位会增加内存开销，而更少的槽位则可能导致负载不均衡的问题。
- 优化哈希计算：16384 是 2142^{14}214 的结果，是一个2的幂，这在计算机中可以被高效地用位运算处理。这种位运算对于 CPU 友好，能够加快哈希计算的速度，从而提升性能。
- 均衡性：16384 个槽位为集群提供了更好的数据分布效果，避免了大量数据集中在少数槽位的问题，使得每个主节点上的数据负载更均衡。
2. 哈希槽的分配方式
- Redis 使用 CRC16 哈希算法 计算键的哈希值，然后对 16384 取模，决定键属于哪个哈希槽。这样的设计保证了数据分布的均匀性和一致性。
- 16384 个槽位可以在集群中均匀分配给不同的主节点，每个节点会管理一部分哈希槽。当节点数量增加或减少时，Redis 会自动进行槽位的再分配，以实现水平扩展和负载均衡。
3. 扩展性
- 16384 个槽位足够支持大规模集群的扩展：理论上，Redis Cluster 可以在集群中支持上千个节点的部署，每个节点可以管理不同的哈希槽分片。这种大规模的水平扩展能力使得 Redis Cluster 适合处理高并发、大数据量的分布式环境。
4. 故障恢复
- 16384 个槽位也使得主节点在故障恢复过程中能够快速、有效地进行哈希槽的迁移和重新分配，确保集群的高可用性和数据的持续可用性。
5. 历史背景与设计选择
- Redis 的创始人 Salvatore Sanfilippo 在设计 Redis Cluster 时，选择 16384 个槽位是一个经过实验和权衡后的结果。他希望在保证性能的基础上，不影响 Redis 的轻量化和高效特性，同时兼顾分布式环境下的数据一致性和高可用性。
总结
16384 个槽位在 Redis Cluster 中的设计是为了在性能、均衡性和扩展性上取得最佳效果。这种设计通过哈希槽机制实现了数据的均匀分布、快速的哈希计算和集群的高可用性。