【Redis】11.集群

1. 单机面临的问题

• 容量不够，redis需要扩容。

• 并发写操作，redis需要分摊。

• 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。

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。

2. 集群介绍

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。

3. 集群搭建

3.1 删除持久化数据

将RDB、AOF文件都删除掉。

3.2 制作6个实例

6个实例分别是：6379, 6380, 6381, 6389, 6390, 6391

3.2.1 配置基本信息

开启daemonize yes

pid文件名字

指定端口

log文件名字

dump.rdb名字

appendonly 关掉或者换名字

3.2.2 redis cluster配置修改

cluster-enabled yes 打开集群模式

cluster-config-file nodes-6379.conf 设定节点配置文件名

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。

3.2.3 修改redis6379.conf文件，拷贝多个redis.conf文件

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

3.2.4 使用查找替换修改另外5个文件

:%s/6379/6380

3.2.5 启动6个redis服务

3.3 将6个节点合成一个集群

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 1 192.168.174.128:6379 192.168.174.128:6380 192.168.174.128:6381 192.168.174.128:6389 192.168.174.128:6390 192.168.174.128:6391

注意：此处不要采用127.0.0.1，使用真实的IP地址。

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

普通方式登陆：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陆。

3.4 集群方式登陆

-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

3.5 查看集群信息

通过cluster nodes命令可以查看集群信息

3.6 节点分配

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。

4. 集群使用

4.1 slots

[OK] All nodes agree about slots configuration.

>>> Check for open slots...

>>> Check slots coverage...

[OK] All 16384 slots covered.

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。

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：

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

4.2 集群中录入值

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。

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。

4.3 集群中查询值

cluster getkeysinslot <slot> <count> 返回 count 个 slot 槽中的键。

5. 故障恢复

如果主节点下线，从节点可以自动升为主节点，注意有15秒超时。

主节点恢复后，主节点会编程从机。

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。

cluster-require-full-coverage参数在redis.conf中配置

6. 集群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 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"));
}

7. 集群优点

• 实现扩容

• 分摊压力

• 无中心配置相对简单

8. 集群缺点

• 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。