redis筆記⑤——redis叢集

Redis Cluster高可用叢集

概述

redis cluster叢集是一個由多個主從節點群組成的分布式伺服器群，它具有複制、高可用和分片特

性。

Redis cluster叢集不需要sentinel哨兵節點也能完成節點移除和故障轉移的功能。需要将每個節點

設定成叢集模式，這種叢集模式沒有中心節點，可水準擴充，據官方文檔稱可以線性擴充到

1000節點。

redis cluster叢集的性能和高可用性均優于之前版本的哨兵模式，且叢集配置非常簡單，其架構如下圖所示：

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叢集的搭建

redis叢集的搭建分兩種方法，一種是原生的方法搭建，一種是使用redis提供的rb腳本搭建。

原生搭建

這裡搭建四個節點的叢集，兩個主節點，兩個從節點，首先還是配置每個redis節點，同樣也是通過redis.conf檔案配置。

配置節點

各個節點大部配置設定置還是和之前主從模式的節點配置差不多。

這裡綁定的ip是我使用的虛拟機的ip，這樣我的本機也是可以通路的

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還是盡量減少RDB持久化的發生

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同樣如果我們配置了redis的密碼還是要設定密碼，不過不需要配置主機節點

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接着開啟叢集模式

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配置它的叢集資訊檔案

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打開這個配置

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這個屬性配置為no，這個配置的意思是在某一個節點出現問題挂掉的時候，如果配置no這個節點不可用，但其他節點可用，如果配置yes，代表整個叢集都不可用，直到故障轉移結束。

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啟動節點

啟動節點

啟動方式還是和普通節點的啟動一樣

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節點互通

這時叢集其實還沒有搭建成功，此時這些幾點之間還沒有互相通信，先連接配接其中一個用戶端

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我們發現叢集節點中隻有自己

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通過下面的指令連通其他的節點

cluster meet ip port

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這裡的連接配接時雙向的，互通的，不需要各自和各自的節點手動連接配接，隻要節點之間有其他節點相連都可以自動相連。現在各個節點之間都可以自由通信了，不過，現在的叢集還沒有搭建好，還沒有配置設定槽點。

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指派槽點

通過下面的節點指派槽點，redis總共有16384個槽點，這些槽點決定了那些資料存在哪些節點中，我們總共有兩個主機節點，是以平分就是每個主機節點8192個槽點。這裡如果手動配置設定那會很慢，可以通過腳本配置設定。

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腳本如下

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這裡将槽點平分給7000和7001這兩個節點

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配置設定主從

上面我們看到隻存在主機節點，沒有從節點，是以我們需要配置設定主從，我們需要通過從機的用戶端指定它的主機節點，這裡指定的是節點的id，就是nodes資訊裡最前面的一串字元。

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現在我們發現主從已經配置設定好了

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打開用戶端

現在我們可以通過叢集的方式打開用戶端，隻需要在最後加上

-c

就可以了

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現在redis叢集就搭建好了

使用redis提供的腳本

這裡我們會搭建一個6個節點的叢集，3主3從，而且在5.0之後redis提供了另一種搭建的辦法，就不需要借助rb了，這裡也是主要介紹的也是這種方式。

首先配置還是和之前一摸一樣，就不再過多介紹了，我們直接從叢集的搭建開始介紹。

這裡有兩種方式：

5.0之前redis提供的rb腳本，不過這種方式需要首先擁有一個rb環境，安裝rb，然後通過rb腳本搭建叢集

（1）
cd /usr/local/redis3/src （2） ./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:9000 127.0.0.1:9001 127.0.0.1:9002 127.0.0.1:9003 127.0.0.1:9004 127.0.0.1:9005
5.0之後redis提供了另外的方式搭建叢集，使用 /usr/local/bin/redis-cli --cluster create 192.168.0.104:7000 192.168.0.104:7001 192.168.0.104:7002 192.168.0.104:7003 192.168.0.104:7004 192.168.0.104:7005 --cluster-replicas 1 搭建，下面也會使用此方式搭建叢集。

首先我們已經配置好了6個節點的配置檔案，然後啟動每一個節點。

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隻需要執行下面的指令就可以直接搭建叢集（5.0以後），我們可以在幫助中檢視這個指令的各種參數的說明。

redis筆記⑤——redis叢集

我們搭建叢集需要使用的指令就是create指令，這裡需要解釋的是最後

--cluster-replicas 1

這個參數代表的是叢集中主從節點的比率，1代表有多少主機就有多少從機，這裡就是3主3從。

/usr/local/bin/redis-cli -h 192.168.123.19 -p 8000 -a 123456 --cluster create 192.168.123.19:8000 192.168.123.19:8001 192.168.123.19:8002 192.168.123.19:8003 192.168.123.19:8004 192.168.123.19:8005 --cluster-replicas 1

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這時叢集就已經搭建好了

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叢集伸縮

叢集擴容

對于已經搭建好的叢集我們可能還需要添加節點，這時我們就需要手動對這個叢集擴容，下面我會示範對一個叢集添加一個主節點和它的一個從節點。

同樣有兩種方式實作擴容，一種是原生的，一種是通過redis-cli的指令擴容。

原生的文法： cluster meet ip port
redis-cli的指令： add-node 新節點ip 端口已存在節點ip 端口

下面是示範的通過redis-cli的指令實作叢集擴容

首先還是需要其他需要添加的節點

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把節點加入叢集

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現在我們需要将從節點加入叢集并且配置設定主從，這裡可以采用先将從節點加入叢集再配置設定叢集，也可以通過redis-cli指令直接将從節點加入叢集并一起配置設定主從，配置設定主從前面已經介紹了原生的方法，這裡介紹redis-cli指令直接配置設定主從節點。

add-node 新節點ip  端口  已存在節點ip 端口  --cluster-slave --cluster-master-id masterID

遷移槽和資料

我們可以動态遷移槽和資料

首先開始槽遷移

/usr/local/bin/redis-cli --cluster reshard 192.168.123.19:8000

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指定遷移的計劃

首先是需要配置設定多少槽

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選擇接收的節點

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接着就是輸入槽點的源節點，我們配置設定的槽點就是由這些節點得來的，這裡我們可以輸入一個或多個源槽位的節點ID，輸入完了就輸入done表示結束，如果我們需要從所有其他的節點拿到槽位可以直接輸入all，這裡都是平均拿到槽位。

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叢集縮容

下線遷移槽

可以通過下面的指令将某個節點的一些槽位遷移給其他的節點

redis-cli --cluster reshard --cluster-from 要遷出節點ID  --cluster-to  接收槽節點ID --cluster-slots 遷出槽數量 已存在節點ip 端口

移除節點

可以通過下面的指令将節點移出叢集，注意這裡不僅會将節點移出叢集而且還會關閉這個redis節點

redis-cli --cluster del-node 已存在節點ip:端口 要删除的節點ID

故障轉移

redis叢集的故障轉移和哨兵模式下的故障轉移類似，下面是故障轉移的過程：

故障發現：通過ping/pong消息實作故障發現（不依賴sentinel）
故障恢複：
1. 檢查從節點的資格，每個從節點檢查與主節點的斷開時間，超過 cluster-node-timeout * cluster-replica-validity-factor 時間取消資格
2. 選擇偏移量最大的，替換主節點
3. 撤銷以前主節點的槽位，給新的主節點
4. 向叢集廣播消息，表明已經替換了故障節點

叢集用戶端

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smart用戶端

從叢集中選取一個可運作節點，使用cluster slots初始化槽和節點映射。
将cluster slots的結果映射到本地，為每個節點建立jedispool
準備執行指令

public class TestRedisCluster {
    public static void main(String[] args) {
        Logger logger= LoggerFactory.getLogger(TestRedisCluster.class);
        Set<HostAndPort> nodesList=new HashSet<>();
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7000));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7001));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7002));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7003));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7004));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7005));

        // Jedis連接配接池配置
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大空閑連接配接數, 預設8個
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(200);
        // 最大連接配接數, 預設8個
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(1000);
        //最小空閑連接配接數, 預設0
        jedisPoolConfig.setMinIdle(100);
        // 擷取連接配接時的最大等待毫秒數(如果設定為阻塞時BlockWhenExhausted),如果逾時就抛異常, 小于零:阻塞不确定的時間,  預設-1
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(3000); // 設定2秒
        //對拿到的connection進行validateObject校驗
        jedisPoolConfig.setTestOnBorrow(false);
        JedisCluster jedisCluster=new JedisCluster(nodesList,jedisPoolConfig);
        System.out.println(jedisCluster.mset("k1", "v1", "k2", "v2", "k3", "v3"));
        System.out.println(jedisCluster.mget("k1","k2", "k3" ));
//        while (true) {
//            try {
//                String s = UUID.randomUUID().toString();
//                jedisCluster.set("k" + s, "v" + s);
//                System.out.println(jedisCluster.get("k" + s));
//                Thread.sleep(1000);
//            }catch (Exception e){
//                logger.error(e.getMessage());
//            }finally {
                if(jedisCluster!=null){
                    jedisCluster.close();
                }
//            }
//        }
    }
}

下面是jedis叢集用戶端可能出現的問題：

moved重定向：指我們發送指令時，會對發送的key進行crc16算法，得到一個數字，然而我們連接配接的用戶端并不是管理這個數字的範圍，是以會傳回錯誤并告訴你此key應該對應的槽位，然後用戶端需要捕獲此異常，重新發起請求到對應的槽位。
asx重定向：指在我們送發指令時，對應的用戶端正在遷移槽位中，是以此時我們不能确定這個key是還在舊的節點中還是新的節點中。
如果我們使用mset之類的API實作批量操作的時候可能出現問題，因為如果我們操作的資料處于不同的節點中，就會報錯。

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下面是jedis叢集用戶端的scan操作的API

public class TestRedisClusterScan {
    public static void main(String[] args) {
        Logger logger= LoggerFactory.getLogger(TestRedisCluster.class);
        Set<HostAndPort> nodesList=new HashSet<>();
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7000));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7001));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7002));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7003));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7004));
        nodesList.add(new HostAndPort("192.168.0.104",7005));

        // Jedis連接配接池配置
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        // 最大空閑連接配接數, 預設8個
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(200);
        // 最大連接配接數, 預設8個
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(1000);
        //最小空閑連接配接數, 預設0
        jedisPoolConfig.setMinIdle(100);
        // 擷取連接配接時的最大等待毫秒數(如果設定為阻塞時BlockWhenExhausted),如果逾時就抛異常, 小于零:阻塞不确定的時間,  預設-1
        jedisPoolConfig.setMaxWaitMillis(3000); // 設定2秒
        //對拿到的connection進行validateObject校驗
        jedisPoolConfig.setTestOnBorrow(false);
        JedisCluster jedisCluster=new JedisCluster(nodesList,jedisPoolConfig);
        int hello = JedisClusterCRC16.getCRC16("hello");
        System.out.println(hello);
        System.out.println(hello%16384);
        Jedis connectionFromSlot = jedisCluster.getConnectionFromSlot(hello);
        System.out.println(connectionFromSlot);
        Map<String, JedisPool> clusterNodes = jedisCluster.getClusterNodes();
        Set<Map.Entry<String, JedisPool>> entries = clusterNodes.entrySet();
        Iterator<Map.Entry<String, JedisPool>> iterator = entries.iterator();
        while (iterator.hasNext()){
            Map.Entry<String, JedisPool> next = iterator.next();
            String key = next.getKey();
            JedisPool jedisPool = clusterNodes.get(key);
            System.out.println(key+"--"+jedisPool);
        }
    }
}

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Redis Cluster高可用叢集

概述

叢集的搭建

原生搭建

配置節點

啟動節點

使用redis提供的腳本

叢集伸縮

叢集擴容

遷移槽和資料

叢集縮容

下線遷移槽

移除節點

故障轉移

叢集用戶端

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