Redis 集群

思考

• 容量不够，该如何进行扩容？
• 并发操作，如何分摊？

为了解决上述问题，提供了代理主机的解决方案，流程如下：

但是，这种方式存在一个缺点，比较耗费服务器资源，需要至少8台服务器。在Redis 3.0之后，支持使用五种中心化集群方式来解决，需要6台服务器即可。

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。

无中心化集群用户商品Slave订单SlaveSlave客户客户客户

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。

创建集群

如下按照学习环境配置，即一台服务器启动了六个Redis服务。

若是生产环境，则对应六台Redis服务器。

步骤：

• 配置文件内容redis6379.conf

include /myRedis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_6379.pid
# 指定端口号
port 6379
# RDB文件
dbfilename dump6379.rdb
daemonize yes
dir /myRedis/cluster
# 日志文件
logfile /myRedis/cluster/redis_err_6379.log
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 设置节点配置文件名
cluster-config-file nodes-6379.conf
# 设定节点超时时间，单位毫秒
# 若超时，则进行主从切换
cluster-node-timeout 15000

• 复制五份redis6379.conf，/myRedis目录如下：

redis6379.conf
redis6380.conf
redis6381.conf
redis6382.conf
redis6383.conf
redis6384.conf
redis.conf
cluster

• 分别修改复制文件的内容

%s/6379/6380
%s/6379/6381
%s/6379/6382
%s/6379/6383
%s/6379/6384

• 启动这6个redis服务

redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf
redis-server redis6382.conf
redis-server redis6383.conf
redis-server redis6384.conf

• 将这6个redis服务组成一个集群

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 <IP>:6379 <IP>:6380 <IP>:6381 <IP>:6382 <IP>:6383 <IP>:6384

将上述的IP替换成服务器真实的IP地址。

--cluster-replicas 1：以最简单的方式配置主机，即一台Master一台Slave，6个服务可分成三组，可由Redis自动分配。

注意：配置集群前，须检查nodes-*.conf文件是否正常生产，即Redis服务运行正常。

• 登录集群

# 6379为Master端口
redis-cli -c -p 6379

-c：采用集群策略，若修改数据时，会自动跳转至相应的Master

集群分配节点原理

一个集群至少要有三个Master节点

--cluster-replicas 1参数，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Master运行在不同的IP地址，每个Slave和Master不在一个IP地址上。

slots

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。

集群使用公式CRC16(key)%16384计算出键key属于哪个插槽，其中CRC16(key)语句用于计算键key的CRC16校验和。

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。

例如：上述的集群可分为：

• Master节点A负责处理0~5460号插槽
• Master节点B负责处理5461~10922号插槽
• Master节点C负责处理10923~16383号插槽

如何连接集群，并设置值？

在redis-cli中每次录入、查询键值，redis都会计算出该key应该送往的插槽。如果不是当前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。为了解决这一问题，redis-cli客户端提供了-c参数实现自动重定向。

需要注意的是，不在同一个插槽下的键值，是不能使用mget、mset等多键操作。例如：

mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 k4 v4    // error CROSSSL Keys in request don't hash to the same slot

但可以通过{}来定义组的概念，从而使多个key存放在同一个插槽。例如：

mset k1{myK} v1 k2{myK} v2 k3{myK} v3 k4{myK} v4

查询集群中的值

cluster getkeysinslot <slot> <count>返回count个插槽中的键。

# 获取 key 的插槽值
cluster keyslot <key>

# 根据插槽值获取当前插槽的key数量，仅能查看当前客户端对应服务器的slot
cluster countkeysinslot  <slot value>

# 返回key列表,count用于限制显示的数量
cluster getkeysinslot <slot value> <count>

故障恢复

如果主节点下线？从节点是否自动升为主节点？注意上述设置的为15000ms，即15s秒超时。

从节点会自动升为主节点

主节点恢复后，主从关系会如何？该主节点会变成从机

如果所有某一段插槽的主从节点都宕机了，redis服务是否还能继续？

如果cluster-request-full-coverage yes, 那么整个集群都会挂掉。

如果cluster-request-full-coverage no, 那么该插槽数据都不能使用，也无法存储。

优点

• 实现扩容
• 分摊压力
• 无中心配置，相对简单

缺点

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

动动? 点点??