1. 為什么需要集群-高可用性

為什么需要集群-高可用性：

生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)際需求和問(wèn)題：

容量不夠，redis 如何進(jìn)行擴(kuò)容。

并發(fā)寫操作，redis 如何分?jǐn)偂?/p>

主從模式，薪火相傳模式，主機(jī)宕機(jī)，會(huì)導(dǎo)致 ip 地址發(fā)生變化，應(yīng)用程序中配置需要修改對(duì)應(yīng)的主機(jī)地址，端口等信息。

傳統(tǒng)解決方案 代理主機(jī)來(lái)解決

上圖解圖：

客戶端請(qǐng)求先到代理服務(wù)器

由代理服務(wù)器進(jìn)行請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)處理器

為了高可用，代理服務(wù)，A服務(wù)，B服務(wù)，C服務(wù)都需要搭建主從結(jié)構(gòu)(至少是一主一從這樣就需求搭建至少 8 臺(tái)服務(wù)器)。

這種方案的缺點(diǎn)是：成本高，維護(hù)困難，如果是一主多從，成本就會(huì)更高。

redis3.0 提供解決方案 無(wú)中心化集群配置：

各個(gè) Redis 服務(wù)仍然采用主從結(jié)構(gòu)。

各個(gè) Redis 服務(wù)是連通的，任何一臺(tái)服務(wù)器，都可以作為請(qǐng)求入口。

各個(gè) Redis 服務(wù)器因?yàn)槭沁B通的，可以進(jìn)行請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)

這種方式，就無(wú)中心化集群配置，可以看到，只需要 6 臺(tái)服務(wù)器即可搞定。

無(wú)中心化集群配置，還會(huì)根據(jù) key 值，計(jì)算 slot ，把數(shù)據(jù)分散到不同的主機(jī)，從而緩解單個(gè)主機(jī)的存取壓力

Redis 推薦使用無(wú)中心化集群配置。

在實(shí)際生成環(huán)境，各個(gè) Redis 服務(wù)器，應(yīng)當(dāng)部署到不同的機(jī)器(防止機(jī)器宕機(jī)，主從復(fù)制失效)。

2. 集群概述(及其搭建)

Redis 集群實(shí)現(xiàn)了對(duì) Redis 的水平擴(kuò)容，即啟動(dòng) N 個(gè) Redis 節(jié)點(diǎn)，將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)分布存儲(chǔ)在這個(gè) N 個(gè)節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)總數(shù)居的 1 / N

Redis 集群通過(guò)分區(qū)(partition) 來(lái)提供一定程度的可用性(availability) ，即使集群中有一部分節(jié)點(diǎn)失效或者無(wú)法進(jìn)行通訊，集群也可以繼續(xù)處理命令請(qǐng)求。

Redis 集群搭建：實(shí)操演示：

redis.conf配置修改

cluster-enabled yes        打開(kāi)集群模式
cluster-config-file nodes-6379.conf    設(shè)定節(jié)點(diǎn)配置文件名
cluster-node-timeout 15000      設(shè)定節(jié)點(diǎn)失聯(lián)時(shí)間，超過(guò)該時(shí)間（毫秒），集群自動(dòng)進(jìn)行主 從切換

vi /rainbowsea/redis6379.conf, 刪除不必要的內(nèi)容 增加 cluster 配置, 文件最后內(nèi)容,如圖

include /rainbowsea/redis.conf
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
port 6379
dbfilename "dump6379.rdb"
masterauth rainbowsea
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000

[root@localhost rainbowsea]# cp redis6379.conf redis6380.conf 
[root@localhost rainbowsea]# cp redis6379.conf redis6381.conf 
[root@localhost rainbowsea]# cp redis6379.conf redis6389.conf 
[root@localhost rainbowsea]# cp redis6379.conf redis6390.conf 
[root@localhost rainbowsea]# cp redis6379.conf redis6391.conf 
[root@localhost rainbowsea]# 

使用查找替換修改另外 5 個(gè)文件

換指令    :%s/6379/6380

其它幾個(gè)文件以此操作即可, 操作的時(shí)候,一定要小心, 最后建議再檢查一下

所有的都要加上這個(gè)masterauth rainbowsea加上 Redis 的密碼，沒(méi)有設(shè)置密碼的則不用配置這個(gè)。

所有的都要加上這個(gè)masterauth rainbowsea加上 Redis 的密碼，沒(méi)有設(shè)置密碼的則不用配置這個(gè)。

所有的都要加上這個(gè)masterauth rainbowsea加上 Redis 的密碼，沒(méi)有設(shè)置密碼的則不用配置這個(gè)。

include /rainbowsea/redis.conf
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
port 6379
dbfilename "dump6379.rdb"
masterauth rainbowsea
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000

啟動(dòng) 6 個(gè) Redis 服務(wù)

[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6379.conf
[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6380.conf
[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6381.conf
[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6389.conf
[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6390.conf
[root@localhost rainbowsea]# redis-server /rainbowsea/redis6391.conf
[root@localhost rainbowsea]# ps -aux | grep redis

將六個(gè)節(jié)點(diǎn)合成一個(gè)集群

進(jìn)入到該路徑下后，將六個(gè)節(jié)點(diǎn)合成一個(gè)集群的指令:

如下這個(gè)是 Redis 沒(méi)有配置密碼的，指令

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.76.147:6379 192.168.76.147:6380 192.168.76.147:6381 192.168.76.147:6389 192.168.76.147:6390 192.168.76.147:6391

如下這個(gè)是 Redis 配置了密碼的，指令

redis-cli --cluster create -a rainbowsea --cluster-replicas 1 192.168.76.147:6379 192.168.76.147:6380 192.168.76.147:6381 192.168.76.147:6389 192.168.76.147:6390 192.168.76.147:6391

注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)：

組合之前，確保所有(你要使用上的端口的) Redis服務(wù)器都是啟動(dòng)的，同時(shí)在 root 目錄下(我這里是 root 配置的)nodes-xxxx.conf文件都生成正常。

此時(shí)不可以用 127.0.0.1 ，需要使用真實(shí)的 IP地址(就是你連接 Linux 的地址，Linux 當(dāng)中使用ifconfig指令查詢到的地址)，在真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境 IP都是獨(dú)立的。

replicas 1采用最簡(jiǎn)單的方式配置集群，一臺(tái)主機(jī)，一臺(tái)從機(jī)，正好三組。

搭建加群如果沒(méi)有成功，把sentinel進(jìn)程關(guān)閉掉，再試一下。

分許主從對(duì)應(yīng)關(guān)系。

分析主從對(duì)應(yīng)關(guān)系：如下

集群方式登錄：

指令: redis-cli -c -p 6379

指令: cluster nodes 命令查看集群信息, 主從的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 主要看這里我標(biāo)注的顏色

[root@localhost src]# redis-cli -c -p 6379
127.0.0.1:6379> auth rainbowsea
127.0.0.1:6379> cluster nodes

注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)：

[root@localhost src]# redis-cli -c -p 6379

一個(gè)集群至少要有三個(gè)主節(jié)點(diǎn)。

選項(xiàng)--cluster-replicas 1表示我們希望為集群中的每個(gè)主節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)從節(jié)點(diǎn)。

分配原則：盡量保證主服務(wù)器和從服務(wù)器各自運(yùn)行在不同的 IP 地址(機(jī)器)，防止機(jī)器故障導(dǎo)致主從機(jī)制失效，高可用性得不到保障。

3. Redis 集群的使用

什么是 slots：

Redis 集群?jiǎn)?dòng)后, 你會(huì)看到如下提示：

一個(gè) Redis 集群包含了16384個(gè)插槽(hash slot) ，編號(hào)從0-16383，Redis 中的每個(gè)鍵都屬于這 16384 個(gè)插槽的其中一個(gè)。注意：這里雖然只有 16384個(gè)插槽，但是并不是只能插入 16384個(gè)鍵，多個(gè)不同的鍵可以插入到同一個(gè)插槽的，并不是一個(gè)插槽一個(gè)鍵的。

集群使用公式CRC16(key) % 16384來(lái)計(jì)算鍵 key 屬于哪個(gè)槽，其中 CRC16(key) 語(yǔ)句用于計(jì)算鍵 key 的 CRC16的校驗(yàn)和

集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理一部分插槽。舉個(gè)例子：如果一個(gè)集群可以有主節(jié)點(diǎn)，其中

節(jié)點(diǎn) A 負(fù)責(zé)處理0號(hào) ~ 5460號(hào)插槽

節(jié)點(diǎn) B 負(fù)責(zé)處理5461號(hào) ~ 10922號(hào)插槽

節(jié)點(diǎn) C 負(fù)責(zé)處理10923號(hào) ~ 16383號(hào)插槽

在集群中錄入值：

在 Redis 每次錄入，查詢鍵值，redis 都會(huì)計(jì)算出該 key 應(yīng)該送往的插槽，如果不是該客戶端對(duì)應(yīng)服務(wù)器的插槽，redis 會(huì)告知前往的 Redis 實(shí)例地址和端口。

Redis-cli 客戶端提供了-c參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)重定向。

如redis-cli -c -p 6379登入后，再錄入，查詢鍵值對(duì)可以自動(dòng)重定向

不在一個(gè) slot 下的鍵值，是不能使用 mget,mset 等多鍵操作。

192.168.76.147:6381> mset k1 "v1" k2 "v2" k3 "v3"

可以通過(guò){}來(lái)定義組的概念，從而使 key 中{}內(nèi)相同內(nèi)容的鍵值對(duì)放到一個(gè)slot中去，就解決了上面 mget 分布到不同 slot 而導(dǎo)致失敗的原因。

192.168.76.147:6381> mest k1{order} "v1" k2{order} "v2" k3{order} "v3"

注意：你如果對(duì)鍵加上了{(lán)}組，那么你想要獲取到該值的時(shí)候，也是要加上對(duì)應(yīng)的{}組的，才能獲取到的。

查詢集群中的值：

指令:CLUSTER KEYSLOT 返回 key 對(duì)應(yīng)的 slot 值

192.168.76.147:6381> cluster keyslot k1

192.168.76.147:6381> cluster keyslot k2{order}

可以看到歸屬于{}同一組的，Redis都是分配到了同一個(gè) slot 插槽數(shù)值當(dāng)中。

指令:CLUSTER COUNTKEYSINSLOT 返回 slot 有多少個(gè) key

192.168.76.147:6381> cluster countkeysinslot 12706
(integer) 1
192.168.76.147:6381> cluster countkeysinslot 16025
(integer) 3

指令:CLUSTER GETKEYSINSLOT 返回 count 個(gè) slot 槽中的鍵

192.168.76.147:6381> cluster getkeysinslot 16025 1
1) "k1{order}"
192.168.76.147:6381> cluster getkeysinslot 16025 2
1) "k1{order}"
2) "k2{order}"
192.168.76.147:6381> cluster getkeysinslot 16025 3

4. Redis 集群故障恢復(fù)

如果主節(jié)點(diǎn)下線, 從節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)升為主節(jié)點(diǎn)(注意 15 秒超時(shí), 再觀察比較準(zhǔn)確)

[root@localhost ~]# redis-cli -c -p 6380

這里我們將 6380 主機(jī)關(guān)閉了。

主節(jié)點(diǎn)恢復(fù)后，主節(jié)點(diǎn)回來(lái)變成從機(jī)

如果所有某一段插槽的主從節(jié)點(diǎn)都宕掉了，Redis 服務(wù)是否還能繼續(xù)，要根據(jù)不同的配置而言。

如果某一段插槽的主從都宕機(jī)了，而在 redis.conf 配置文件當(dāng)中cluster-require-full-coverage為yes，那么，整個(gè)集群都會(huì)被宕掉，無(wú)法使用。

如果某一段插槽的主從都宕機(jī)了，而在 redis.conf 配置文件當(dāng)中cluster-require-full-coverage為no，那么，僅僅只是該段插槽的數(shù)據(jù)不能使用了，也無(wú)法存儲(chǔ)了，其他插槽的數(shù)據(jù)還可以繼續(xù)使用。

redis.conf 文件當(dāng)中的參數(shù)cluster-require-full-coverage

5. Redis 集群的 Jedis 開(kāi)發(fā)(使用Java程序連接 Redis 同時(shí)開(kāi)啟集群)

即使連接的不是主機(jī)，集群會(huì)自動(dòng)切換主機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，主機(jī)寫，從機(jī)讀。

無(wú)中心化主從集群，無(wú)論從哪臺(tái)主機(jī)寫的數(shù)據(jù)，其他主機(jī)上都能讀到數(shù)據(jù)。

注意：需要將 Redis 相關(guān)的端口都打開(kāi) 否則會(huì)報(bào)錯(cuò)

配置防火墻將所有相關(guān) Redis 的端口都打開(kāi)。

[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6379/tcp --permanent
Warning: ALREADY_ENABLED: 6379:tcp
success
[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6380/tcp --permanent
success
[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6381/tcp --permanent
success
[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6389/tcp --permanent
success
[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6390/tcp --permanent
success
[root@localhost src]# firewall-cmd --add-port=6391/tcp --permanent

[root@localhost src]# firewall-cmd --reload

[root@localhost src]# firewall-cmd --list-all

在pom.xml當(dāng)中引入redis.clients依賴。如下：

    
        
            redis.clients
            jedis
            3.2.0
        

首先測(cè)試，是否可以連接到 Redis 服務(wù)器。

package com.rainbowsea.jedis;

import org.junit.Test;
import redis.clients.jedis.Jedis;

public class JedisCluster_ {

    @Test
    public void con() {
        // 使用 ip地址 + redis的端口的構(gòu)造器方法
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.76.147", 6379);

        // 如果Redis 配置了密碼，則需要進(jìn)行身份校驗(yàn)
        jedis.auth("rainbowsea");
        String ping = jedis.ping();
        System.out.println("連接成功 ping 返回的結(jié)果 = " + ping);

        jedis.close();  // 關(guān)閉當(dāng)前連接，注意并沒(méi)有關(guān)閉 Redis

    }

}

import org.junit.Test;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class JedisCluster_ {
    public static void main(String[] args) {
        Set set = new HashSet<>();
        set.add(new HostAndPort("192.168.76.147", 6379));

        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 對(duì)連接池進(jìn)行配置
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(200);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(32);
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(60 * 1000); // 單位是毫秒
        jedisPoolConfig.setBlockWhenExhausted(true);
        jedisPoolConfig.setTestOnBorrow(true);

        JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(set,5000,5000,5,"rainbowsea",jedisPoolConfig );
        jedisCluster.set("address", "bj");
        String address = jedisCluster.get("address");
        System.out.println("address=>" + address);
        jedisCluster.close();

    }
}

6. Redis 集群的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容。

分?jǐn)倝毫Α?/p>

無(wú)中心配置相對(duì)簡(jiǎn)單。

缺點(diǎn)：

多鍵操作是不被支持的。

多鍵的 Redis 事務(wù)是不被支持的。 lua 腳本不被支持

由于集群方案出現(xiàn)較晚，很多公司已經(jīng)采用了其他的集群方案，而其它方案想要遷移至 redis cluster ，需要整體遷移而不是逐步過(guò)渡，復(fù)雜度較大。

7. 補(bǔ)充：

將 root 目錄下的，rdb、aof 文件都刪除掉

[root@localhost ~]# rm -f dump*.rdb

8. 最后：

“在這個(gè)最后的篇章中，我要表達(dá)我對(duì)每一位讀者的感激之情。你們的關(guān)注和回復(fù)是我創(chuàng)作的動(dòng)力源泉，我從你們身上吸取了無(wú)盡的靈感與勇氣。我會(huì)將你們的鼓勵(lì)留在心底，繼續(xù)在其他的領(lǐng)域奮斗。感謝你們，我們總會(huì)在某個(gè)時(shí)刻再次相遇。”

鏈接：https://www.cnblogs.com/TheMagicalRainbowSea/p/18703659