2019版：第九章：Redis 集群

一、思考问题？

　　1、容量不够，redis如何进行扩容？

　　2、并发写操作， redis如何分摊？

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、准备集群

　　1、安装 ruby 环境

　　（1）能上网

执行 yum install ruby
执行 yum install rubygems

　　

　　（2）不能上网

1）cd  /run/media/root/CentOS 7 x86_64/Packages（路径跟centos6不同）获取下图 rpm包 
2）拷贝到/opt/rpmruby/目录下，并cd到此目录 
3）执行：rpm -Uvh *.rpm --nodeps --force 按照依赖安装各个rpm包

　　　　

　　2、安装 redis-3.2.0.gem

　　　　1）拷贝redis-3.2.0.gem到/opt目录下；

　　　　2）执行在opt目录下执行 gem install --local redis-3.2.0.gem

四、准备多个 Redis 实例

　　1、准备 6 个实例：6379,6380,6381,6389,6390,6391

            （1）拷贝多个 redis.conf 文件

            （2）开启 daemonize yes 后台启动

            （3）Pid 文件名字

            （4）指定端口

            （5）Log 文件名字

            （6）Dump.rdb 名字

            （7）APPendonly 关掉或者换名字

　　2、再在配置文件中加入如下配置，redis cluster配置修改

cluster-enabled  yes       打开集群模式
cluster-config-file  nodes-端口号.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

　　

　　示例：

#--- 6379配置信息 ---
#使用 include 包含有公共设置的redis的配置文件
include /opt/myRedis/redis.conf

#开启 daemonize yes，在公共配置文件中已开启

#指定 pid 文件名字 pidfile
pidfile /var/run/redis6379.pid

#指定端口
port 6379

#指定 log 文件名字，这里没有指定
log ""

# RDB 的dbfilename
dbfilename dump6379.rdb

#在公共的配置中关掉了AOF：appendonly no

# 打开集群模式
cluster-enabled  yes

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

#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      
cluster-node-timeout 15000   

五、合体

　　将六个节点合成一个集群。

　　1、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。

　　

　　2、合体

　　（1）进入到 cd /opt/redis-3.2.5/src

　　（2）执行命令

./redis-trib.rb create --replicas 1
192.168.31.211:6379 192.168.31.211:6380  192.168.31.211:6381
192.168.31.211:6389 192.168.31.211:6390  192.168.31.211:6391

　　（3）注意：IP 地址修改为当前服务器的真实地址，不要使用127.0.0.1，端口号为每个 Redis 实例对应的端口号

六、集群操作

　　1、以集群的方式进入客户端

redis-cli  -c  -p  端口号

　　

　　2、通过 cluster nodes 命令查看集群信息

　　　　

　　3、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： --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、什么是 slots？

　　（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，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。

        （2）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 到 5500 号插槽。

　　　　节点B负责处理 5501 号至 11000 号插槽。

　　　　节点C负责处理 11001 号至 16383 号插槽。

　　5、在集群中录入值

　　（1）普通客户端，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。

　　（2）集群客户端：redis-cli 客户端提供了 -c 参数实现自动重定向

                 如果 redis-cli -c -p 6379 登入后，再录入、查询键值对可以自动重定向。

　　（3）不在一个 slot 下的键值，是不能使用 mget,mset 等多键操作；

　　（4）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；

　　　　示例：

set a{user} 2
set aa{user} 3
set aaa{user} 4

　　　　 键a，aa，aaa 都在 user 组中，都在一个 slot 中。

 

　　6、查询集群中的值

CLUSTER KEYSLOT <key> 计算键 key 应该被放置在哪个槽上；

CLUSTER COUNTKEYSINSLOT <slot> 返回槽 slot 目前包含的键值对数量；

CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count> 返回 count 个 slot 槽中的键；

　　

　　7、故障恢复

　　（1）如果主节点下线？从节点能够自动升为主节点？

　　　　答：可以从自动升为主节点

 

　　（2）主节点恢复后，主从关系会如何？

　　　　答：主节点再次恢复了，会变成从节点

 

　　（3）如果所有某一段插槽的主从节点都down掉，redis 服务是否还能继续？

                对该段插槽不能使用

                redis.conf 中的参数 cluster-require-full-coverage，默认是yes

                16384 个 slot 都正常的时候才能对外提供服务。

七、集群的 Jedis 开发

　　示例：

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、Redis 集群的优缺点

　　1、优点

　　（1）实现扩容；　　

　　（2）解决内存压力，分摊内存压力与读写压力

　　（3）无中心配置相对简单；

　　2、缺点

　　（1）多键操作是不被支持的；

　　（2）多键的 Redis 事务是不被支持的，LUA 脚本不被支持；

　　（3）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。