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Redis快速入门到精通——实战开发🔥🔥🔥 🐓每日一句:🍭我很忙,但我要忙的有意义!
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文章目录
- 4.Redis分片集群
- 4.1.搭建分片集群
- 4.2.散列插槽
- 4.2.1.插槽原理
- 4.2.1.小结
- 4.3.集群伸缩
- 4.3.1.需求分析
- 4.3.2.创建新的redis实例
- 4.3.3.添加新节点到redis
- 4.3.4.转移插槽
- 4.4.故障转移
- 4.4.1.自动故障转移
- 4.4.2.手动故障转移
- 4.5.RedisTemplate访问分片集群
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4.Redis分片集群
Redis在3.0上加入了 Cluster 集群模式,实现了 Redis 的分布式存储,也就是说每台 Redis节点上存储不同的数据。但rediscluster发布得比较晚(2015年才发布),在这期间各个大厂在redis主从模式上开发了自己的集群,想进一步详细了请参考:聊聊Redis的各种集群方案、及优缺点对比。
Redis Cluster模式为了解决单机Redis容量有限的问题,将数据按一定的规则分配到多台机器,内存/QPS不受限于单机,可受益于分布式集群高扩展性。Redis Cluster是一种服务器Sharding技术(分片和路由都是在服务端实现),采用多主多从,每一个分区都是由一个Redis主机和多个从机组成,片区和片区之间是相互平行的。Redis Cluster集群采用了P2P的模式,完全去中心化。
如上图,官方推荐,集群部署至少要 3 台以上的master节点,最好使用 3 主 3 从六个节点的模式。Redis Cluster集群具有如下几个特点:
- 集群完全去中心化,采用多主多从;所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽。
- 客户端与 Redis 节点直连,不需要中间代理层。客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可。
- 每一个分区都是由一个Redis主机和多个从机组成,片区和片区之间是相互平行的。
- 每一个master节点负责维护一部分槽,以及槽所映射的键值数据。
redis cluster
主要是针对海量数据+高并发+高可用的场景,海量数据,如果你的数据量很大,那么建议就用redis cluster
,数据量不是很大时,使用sentinel
就够了。redis cluster
的性能和高可用性均优于哨兵模式。
4.1.搭建分片集群
主从和哨兵可以解决高可用、高并发读的问题。但是依然有两个问题没有解决:
- 海量数据存储问题
- 高并发写的问题
使用分片集群可以解决上述问题,如图:
分片集群特征:
- 集群中有多个master,每个master保存不同数据
- 每个master都可以有多个slave节点
- master之间通过ping监测彼此健康状态
- 客户端请求可以访问集群任意节点,最终都会被转发到正确节点
具体搭建流程参考【Redis快速入门】Redis三种集群搭建配置(主从集群、哨兵集群、分片集群)
4.2.散列插槽
4.2.1.插槽原理
Redis会把每一个master
节点映射到0~16383共16384个插槽(hash slot)上,查看集群信息时就能看到:
数据key
不是与节点绑定,而是与插槽绑定。redis会根据key
的有效部分计算插槽值,分两种情况:
- key中包含"{}",且“{}”中至少包含1个字符,“{}”中的部分是有效部分
- key中不包含“{}”,整个key都是有效部分
例如:key是num,那么就根据num计算,如果是{itcast}num,则根据itcast计算。计算方式是利用CRC16算法得到一个hash值,然后对16384取余,得到的结果就是slot值。
如图,在7001这个节点执行set a 1
时,对a做hash运算,对16384取余,得到的结果是15495,因此要存储到103节点。
到了7003后,执行get num
时,对num做hash运算,对16384取余,得到的结果是2765,因此需要切换到7001节点
4.2.1.小结
Redis如何判断某个key应该在哪个实例?
- 将16384个插槽分配到不同的实例
- 根据key的有效部分计算哈希值,对16384取余
- 余数作为插槽,寻找插槽所在实例即可
如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例?
- 这一类数据使用相同的有效部分,例如key都以{typeId}为前缀
4.3.集群伸缩
redis-cli --cluster
提供了很多操作集群的命令,可以通过下面方式查看:
比如,添加节点的命令:
4.3.1.需求分析
需求:向集群中添加一个新的master
节点,并向其中存储 num = 10
- 启动一个新的redis实例,端口为
7004
- 添加
7004
到之前的集群,并作为一个master
节点 - 给
7004
节点分配插槽,使得num这个key
可以存储到7004实例
这里需要两个新的功能:
- 添加一个节点到集群中
- 将部分插槽分配到新插槽
4.3.2.创建新的redis实例
创建一个文件夹:
mkdir 7004
拷贝配置文件:
cp redis.conf /7004
修改配置文件:
sed /s/6379/7004/g 7004/redis.conf
启动
redis-server 7004/redis.conf
4.3.3.添加新节点到redis
添加节点的语法如下:
执行命令:
redis-cli --cluster add-node 192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7001
通过命令查看集群状态:
redis-cli -p 7001 cluster nodes
如图,7004加入了集群,并且默认是一个master
节点:
但是,可以看到7004节点的插槽数量为0,因此没有任何数据可以存储到7004上
4.3.4.转移插槽
我们要将num存储到7004
节点,因此需要先看看num
的插槽是多少:
如上图所示,num的插槽为2765
.
我们可以将0~3000的插槽从7001
转移到7004
,命令格式如下:
具体命令如下:
建立连接:
得到下面的反馈:
询问要移动多少个插槽,我们计划是3000个:
新的问题来了:
那个node来接收这些插槽??
显然是7004
,那么7004
节点的id
是多少呢?
复制这个id,然后拷贝到刚才的控制台后:
这里询问,你的插槽是从哪里移动过来的?
-
all
:代表全部,也就是三个节点各转移一部分 - 具体的
id
:目标节点的id -
done
:没有了
这里我们要从7001
获取,因此填写7001
的id
:
填完后,点击done
,这样插槽转移就准备好了:
确认要转移吗?输入yes
:
然后,通过命令查看结果:
可以看到:
目的达成。
4.4.故障转移
集群初识状态是这样的:
其中7001、7002、7003
都是master
,我们计划让7002
宕机。
4.4.1.自动故障转移
当集群中有一个master
宕机会发生什么呢?
直接停止一个redis
实例,例如7002
:
redis-cli -p 7002 shutdown
1)首先是该实例与其它实例失去连接
2)然后是疑似宕机:
3)最后是确定下线,自动提升一个slave
为新的master
:
4)当7002
再次启动,就会变为一个slave
节点了:
4.4.2.手动故障转移
利用cluster failover
命令可以手动让集群中的某个master
宕机,切换到执行cluster failover
命令的这个slave
节点,实现无感知的数据迁移。其流程如下:
这种failover
命令可以指定三种模式:
- 缺省:默认的流程,如图1~6歩
- force:省略了对offset的一致性校验
- takeover:直接执行第5歩,忽略数据一致性、忽略master状态和其它master的意见
案例需求:在7002这个slave节点执行手动故障转移,重新夺回master地位
步骤如下:
1)利用redis-cli连接7002这个节点
2)执行cluster failover命令
如图:
效果:
4.5.RedisTemplate访问分片集群
RedisTemplate底层同样基于lettuce实现了分片集群的支持,而使用的步骤与哨兵模式基本一致:
1)引入redis的starter依赖
2)配置分片集群地址
3)配置读写分离
与哨兵模式相比,其中只有分片集群的配置方式略有差异,如下:
spring:
redis:
cluster:
nodes:
- 192.168.150.101:7001
- 192.168.150.101:7002
- 192.168.150.101:7003
- 192.168.150.101:8001
- 192.168.150.101:8002
- 192.168.150.101:8003
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