Redis集群通過分片的方式來保存數(shù)據(jù)庫中的鍵值對(duì)：集群的整個(gè)數(shù)據(jù)庫被分為16384個(gè)槽（slot），數(shù)據(jù)庫中每個(gè)鍵都屬于這16384個(gè)槽的其中一個(gè)瓤漏，集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以處理0個(gè)或最多16384個(gè)槽凿将。
當(dāng)數(shù)據(jù)庫總的16384個(gè)槽都有節(jié)點(diǎn)在處理時(shí)校套，集群處于上線狀態(tài)（ok）；相反地牧抵，如果數(shù)據(jù)庫中有任何一個(gè)槽沒有得到處理前普，那么集群處于下線狀態(tài)（fail）拴测。
通過向節(jié)點(diǎn)發(fā)送CLUSTER ADDSLOTS命令，我們可以將一個(gè)或多個(gè)槽指派（assign）給節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)：

CLUSTER ADDSLOTS <slot> [slot ...]

本節(jié)接下來的內(nèi)容將首先介紹節(jié)點(diǎn)保存槽指派信息的方法，以及節(jié)點(diǎn)之間傳播槽指派信息的方法浦夷，之后再介紹CLUSTER ADDSLOTS命令的實(shí)現(xiàn)。

2.1 記錄節(jié)點(diǎn)的槽指派信息

clusterNode結(jié)構(gòu)的slots屬性和numslot屬性記錄了節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理哪些槽：

struct clusterNode {
// ...
unsigned char slots[16384/8];
int numslots;
// ...
};

slots屬性是一個(gè)二進(jìn)制位數(shù)組（bit array）举娩，這個(gè)數(shù)組的長(zhǎng)度為16384/8=2048個(gè)字節(jié)馒稍，共包含16384個(gè)二進(jìn)制位。
Redis以0為起始索引映琳，16383為終止索引机隙，對(duì)slots數(shù)組中的16384個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)行編號(hào)，并根據(jù)索引i上的二進(jìn)制位的值來判斷節(jié)點(diǎn)是否負(fù)責(zé)處理槽i：

• 如果slots數(shù)組在索引i上的二進(jìn)制位的值為1萨西，那么表示節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理槽i有鹿；
• 如果slots數(shù)組在索引i上的二進(jìn)制位的值為0，那么表示節(jié)點(diǎn)不負(fù)責(zé)處理槽i谎脯；

至于numslots屬性則記錄節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理的槽的數(shù)量葱跋，也即是slots數(shù)組中值為1的二進(jìn)制位的數(shù)量。

2.2 傳播節(jié)點(diǎn)的槽指派信息

一個(gè)節(jié)點(diǎn)除了會(huì)將自己負(fù)責(zé)處理的槽記錄在clusterNode結(jié)構(gòu)的slots屬性和numslots屬性之外源梭，它還會(huì)將自己的slots數(shù)組通過消息發(fā)送給集群中的其他節(jié)點(diǎn)娱俺，以此來告知其他節(jié)點(diǎn)自己目前負(fù)責(zé)處理哪些槽。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)A通過消息從節(jié)點(diǎn)B那里接收到節(jié)點(diǎn)B的slots數(shù)組時(shí)废麻，節(jié)點(diǎn)A會(huì)在自己的clusterState.nodes字典中查找節(jié)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的clusterNode結(jié)構(gòu)荠卷，并對(duì)結(jié)構(gòu)中的slots數(shù)組進(jìn)行保存或者更新。
因?yàn)榧褐械拿總€(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)將自己的slots數(shù)組通過消息發(fā)送給集群中的其他節(jié)點(diǎn)烛愧，并且每個(gè)接收到slots數(shù)組的節(jié)點(diǎn)都會(huì)將數(shù)組保存到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的clusterNode結(jié)構(gòu)里面油宜，因此掂碱，集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)知道數(shù)據(jù)庫中的16384個(gè)槽分別被指派給了集群中的哪些節(jié)點(diǎn)。

2.3 記錄集群所有槽的指派信息

clusterState結(jié)構(gòu)中的slots數(shù)組記錄了集群中所有16384個(gè)槽的指派信息：
typedef struct clusterState {
// ...
clusterNode *slots[16384];
// ...
} clusterState;
slots數(shù)組包含了16384個(gè)項(xiàng)慎冤，每個(gè)數(shù)組項(xiàng)都是一個(gè)指向clusterNode結(jié)構(gòu)的指針：

• 如果slots[i]指針指向NULL疼燥，那么表示槽i尚未指派給任何節(jié)點(diǎn)。
• 如果slots[i]指針指向一個(gè)clusterNode結(jié)構(gòu)蚁堤，那么表示槽i已經(jīng)指派給了clusterNode結(jié)構(gòu)所代表的節(jié)點(diǎn)醉者。

如果只將槽指派信息保存在各個(gè)節(jié)點(diǎn)的clusterNode.slots數(shù)組里，會(huì)出現(xiàn)一些無法高效地解決的問題违寿，而clusterState.slots數(shù)組的存在解決了這些問題：

• 如果節(jié)點(diǎn)只使用clusterNode.slots數(shù)組來記錄槽的指派信息湃交，那么為了知道槽i是否已經(jīng)被指派，或者槽i被指派給了哪個(gè)節(jié)點(diǎn)藤巢，程序需要遍歷clusterState.nodes字典中的所有clusterNode結(jié)構(gòu)搞莺，檢查這些結(jié)構(gòu)的slots數(shù)組，直到找到負(fù)責(zé)處理槽i的節(jié)點(diǎn)為止掂咒，這個(gè)過程的復(fù)雜度為O(N)才沧，其中N為clusterState.nodes字典保存的clusterNode結(jié)構(gòu)的數(shù)量。
• 而通過將所有槽的指派信息保存在clusterState.slots數(shù)組里面绍刮，程序要檢查槽i是否已經(jīng)被指派温圆，又或者取得負(fù)責(zé)處理槽i的節(jié)點(diǎn)，只需要訪問clusterState.slots[i]的值即可孩革，這個(gè)操作的復(fù)雜度僅為O(1)岁歉。

要說明的一點(diǎn)是，雖然clusterState.slots數(shù)組中記錄了集群中所有槽的指派信息膝蜈，但使用clusterNode結(jié)構(gòu)的slots數(shù)組來記錄單個(gè)節(jié)點(diǎn)的槽指派信息仍然是有必要的：

• 因?yàn)楫?dāng)程序需要將某個(gè)節(jié)點(diǎn)的槽指派信息通過消息發(fā)送給其他節(jié)點(diǎn)時(shí)锅移，程序只需要將相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的clusterNode.slots數(shù)組整個(gè)發(fā)送出去就可以了。
• 另一方面饱搏，如果Redis不使用clusterNode.slots數(shù)組非剃，而單獨(dú)使用clusterState.slots數(shù)組的話，那么每次要將節(jié)點(diǎn)A的槽指派信息傳播給其他節(jié)點(diǎn)時(shí)推沸，程序必須先遍歷整個(gè)clusterState.slots數(shù)組备绽，記錄節(jié)點(diǎn)A負(fù)責(zé)處理哪些槽，然后才能發(fā)送節(jié)點(diǎn)A的槽指派信息鬓催，這比直接發(fā)送clusterNode.slots數(shù)組要麻煩和低效得多肺素。
  clusterState.slots數(shù)組記錄了集群中所有槽的指派信息，而clusterNode.slots數(shù)組只記錄了clusterNode結(jié)構(gòu)所代表的節(jié)點(diǎn)的槽指派信息深浮，這是兩個(gè)slots數(shù)組的關(guān)鍵區(qū)別所在压怠。

2.4 CLUSTER ADDSLOTS命令的實(shí)現(xiàn)

CLUSTER ADDSLOTS命令接受一個(gè)或多個(gè)槽作為參數(shù)，并將所有輸入的槽指派給接收該命令的節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)：

CLUSTER ADDSLOTS <slot> [slot ...]

CLUSTER ADDSLOTS命令的實(shí)現(xiàn)可以用以下偽代碼來表示：

def CLUSTER_ADDSLOTS(*all_input_slots):
# 遍歷所有輸入槽飞苇，檢查它們是否都是未指派槽
for i in all_input_slots:
# 如果有哪怕一個(gè)槽已經(jīng)被指派給了某個(gè)節(jié)點(diǎn)
# 那么向客戶端返回錯(cuò)誤菌瘫，并終止命令執(zhí)行
if clusterState.slots[i] != NULL:
reply_error()
return
# 如果所有輸入槽都是未指派槽
# 那么再次遍歷所有輸入槽，將這些槽指派給當(dāng)前節(jié)點(diǎn)
for i in all_input_slots:
# 設(shè)置clusterState結(jié)構(gòu)的slots數(shù)組
# 將slots[i]的指針指向代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的clusterNode結(jié)構(gòu)
clusterState.slots[i] = clusterState.myself
# 訪問代表當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的clusterNode結(jié)構(gòu)的slots數(shù)組
# 將數(shù)組在索引i上的二進(jìn)制位設(shè)置為1
setSlotBit(clusterState.myself.slots, i)