【Redis】无中心化集群

一、闲话

最近染上了新冠，整整在家休息了一周，然后就遇上某些很c蛋的事，更加坚定了我要抓紧学习跳槽的念头，再苟一苟，小不忍则乱大谋~

二、基本概念

1、什么是redis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

2、redis集群的作用

容量不够，使用集群进行扩容
master节点负责写操作，在高并发的写操作场景，master节点就会成为性能瓶颈，使用集群分摊压力
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，无中心化只需要配置一个一个节点即可，节点间可相互访问

3、redis集群的劣势

不支持多键操作，即mset，除非分组，比较麻烦
多键的redis事务不支持，而且不支持lua脚本
在集群出现之前，很多公司都是使用通过代理主机来解决数据的分区，通过代理主机决定往哪个分区上发送请求，这样往无中心化集群迁移起来比较麻烦

三、搭建redis集群

因为我本地只有一个虚拟机，所以我通过多端口启动redis来模拟集群

创建一个目录/redisCluster用来存放配置文件，创建端口号6379对应的配置文件
6379端口对应的配置文件内容如下，重点是后面追加的三个

include /myredis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_6379.pid
port 6379
dbfilename dump6379.rdb
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

修改完6379端口配置文件后，再复制出5个，使用命令%s/6379/6380来进行配置的批量替换
启动这6个端口的redis服务，然后检查nodes-xxxx.conf文件是否都生成正常
接着就是去redis安装目录的src文件夹下，执行命令将这6个服务组合成一个集群，命令为redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.153.128.101:6379 192.168.153.128:6380 192.168.153.128:6381 192.168.153.128:6389 192.168.153.128:6390 192.168.153.128:6391
- 命令中--cluster-replicas后面的1表示为每台主服务器分配1台从服务器
- 这里的IP需要填服务器的IP，而不是localhost或者127.0.0.1
执行上方的命令之后，系统就会自动分配好一主一从的分组，我们只需要输入yes确认就可以了
集群搭建完成之后，我们可以使用redis-cli -c -p <port>从任何一个端口登入集群，通过cluster nodes查看集群信息

四、集群操作和故障恢复

1、集群分配原则

主节点不能处于同一个IP地址，主节点和他的从节点不能处于同一IP地址
至少有3个主节点
命令中--cluster-replicas后面的1表示为每台主服务器分配1台从服务器

2、slot插槽
一个Redis集群包含 16384 个插槽（hash slot）， Redis数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个，可以理解为用它来区分到底操作集群哪个分区

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，使用redis-cli -c -p <port>登入集群，录入、查询键值对可以自动重定向到对应实例
不在一个slot下的键值，不能使用mget,mset等多键操作，但是可以通过{}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，如mset k1{user} v1 k2{user} v2 k3{user} v3会把k1、k2和k3塞到一个slot中

3、集群操作指令

查看key属于哪个slot：cluster keyslot k1
查看某个slot中存在的key的数量：cluster countkeysinslot <slot>，slot表示插槽值，只能看属于当前实例的插槽中的key
返回slot中的key：cluster getkeysinslot <slot> <count>，count表示要查看的key的数量

4、故障恢复

当某段slot所属的主服务器挂掉，那么它的从服务器会取代他成为主实例，就算他后面恢复了，也不会再变回主实例
如果某一段slot的主节点从节点都挂掉了，那么集群的工作情况就需要看配置文件redis.conf中的参数cluster-require-full-coverage的设置情况
- 设置为yes，那么整个集群都挂掉，无法工作。默认为yes
- 设置为no，那么只是这一段的插槽无法工作(数据无法使用，也无法存储)，集群的其余，部分可以正常工作

5、集群的Jedis开发
Java提供了JedisCluster这个类，用于操作redis集群

如有错误，欢迎指正！！！

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