Redis集群

一、背景

1. 容量不够，redis如何进行扩容？
2. 并发写操作， redis如何分摊？
3. 另外，主从模式，薪火相传模式，主机宕机，导致ip地址发生变化，应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息。
4. 之前通过代理主机来解决，但是redis3.0中提供了解决方案。就是无中心化集群配置。

二、什么是集群

• Redis 集群实现了对Redis的水平扩容，即启动N个redis节点，将整个数据库分布存储在这N个节点中，每个节点存储总数据的1/N。
• Redis 集群通过分区（partition）来提供一定程度的可用性（availability）： 即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯， 集群也可以继续处理命令请求。

三、实现一个集群

3.1 配置基本信息

1. 开启daemonize yes
2. Pid文件名字
3. 指定端口
4. Log文件名字
5. Dump.rdb名字
6. Appendonly 关掉或者换名字

3.2 redis cluster配置修改

1. cluster-enabled yes 打开集群模式
2. cluster-config-file nodes-6379.conf 设定节点配置文件名
3. cluster-node-timeout 15000 设定节点失联时间，超过该时间（毫秒），集群自动进行主从切换。

include /home/bigdata/redis.conf
port 6379
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
dbfilename "dump6379.rdb"
dir "/home/bigdata/redis_cluster"
logfile "/home/bigdata/redis_cluster/redis_err_6379.log"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000

3.3 修改redis6379.conf文件，拷贝5份

​ 修改另外五份文件。

3.4 启动六个服务

3.5 合并成一个集群

• 组合之前，请确保所有redis实例启动后，nodes-xxxx.conf文件都生成正常。

• 合体 cd /opt/redis-6.2.1/src

  redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.11.101:6379 192.168.11.101:6380 192.168.11.101:6381 192.168.11.101:6389 192.168.11.101:6390 192.168.11.101:6391
  

  此处不要用127.0.0.1， 请用真实IP地址

  --replicas 1 采用最简单的方式配置集群，一台主机，一台从机，正好三组。

  

  

3.6 登录方式

1. 普通方式登录

   可能直接进入读主机，存储数据时，会出现MOVED重定向操作。所以，应该以集群方式登录。

   

2. -c 采用集群策略连接，设置数据会自动切换到相应的写主机

   

3.7 通过cluster nodes命令查看集群信息

3.8 redis cluster 如何分配这六个节点？

• 一个集群至少要有三个主节点。
• 选项 --cluster-replicas 1 表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点。
• 分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的IP地址，每个从库和主库不在一个IP地址上。

四、什么是slots

[OK] All 16384 slots covered.

1. 一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot）， 数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个，
2. 集群使用公式 CRC16(key) % 16384 来计算键 key 属于哪个槽， 其中 CRC16(key) 语句用于计算键 key 的 CRC16 校验和 。
3. 集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举个例子， 如果一个集群可以有主节点， 其中：
   1. 节点 A 负责处理 0 号至 5460 号插槽。
   2. 节点 B 负责处理 5461 号至 10922 号插槽。
   3. 节点 C 负责处理 10923 号至 16383 号插槽。

五、集群操作

在redis-cli每次录入、查询键值，redis都会计算出该key应该送往的插槽，如果不是该客户端对应服务器的插槽，redis会报错，并告知应前往的redis实例地址和端口。

在集群中插入值
redis-cli客户端提供了 –c 参数实现自动重定向。
如 redis-cli -c –p 6379 登入后，再录入、查询键值对可以自动重定向。
不在一个slot下的键值，是不能使用mget,mset等多键操作。

可以通过{}来定义组的概念，从而使key中{}内相同内容的键值对放到一个slot中去。

查询集群中的值
CLUSTER GETKEYSINSLOT 返回 count 个 slot 槽中的键。

六、故障恢复

如果主节点下线？从节点能否自动升为主节点？注意：15秒超时

主节点恢复后，主从关系会如何？主节点回来变成从机。

如果所有某一段插槽的主从节点都宕掉，redis服务是否还能继续?
如果某一段插槽的主从都挂掉，而cluster-require-full-coverage 为yes ，那么 ，整个集群都挂掉
如果某一段插槽的主从都挂掉，而cluster-require-full-coverage 为no ，那么，该插槽数据全都不能使用，也无法存储。
redis.conf中的参数 cluster-require-full-coverage

七、集群的jedis开发

即使连接的不是主机，集群会自动切换主机存储。主机写，从机读。

无中心化主从集群。无论从哪台主机写的数据，其他主机上都能读到数据。

public class JedisClusterTest {
  public static void main(String[] args) { 
     Set<HostAndPort>set =new HashSet<HostAndPort>();
     set.add(new HostAndPort("192.168.31.211",6379));
     JedisCluster jedisCluster=new JedisCluster(set);
     jedisCluster.set("k1", "v1");
     System.out.println(jedisCluster.get("k1"));
  }
}

八、集群的优缺点

优势：

• 实现扩容
• 分摊压力
• 无中心配置相对简单

劣势：

• 多键操作是不被支持的
• 多键的Redis事务是不被支持的。lua脚本不被支持
• 由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至redis cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。