Redis-6集群

前言

前两期介绍和搭建了Redis的主从复制架构和哨兵模式，虽然哨兵模式能够实现自动故障转移主备切换，一定程度上提高了系统的容错性

但这两种架构模式都不能解决单节点的并发压力和物理上线的问题，单节点写的Redis始终无法应对大型项目中的高并发压力以及内存和磁盘的密集IO存取操作。

这种情况下就需要Redis的集群来解决以上的问题！

Redis集群原理

Redis3.0开始支持集群模式，实现了数据的分布式存储，对数据进行分片，将数据存储在不同的master节点上

Redis集群采用去中心化的思想，没有中心节点的说法，对于客户端来说，整个集群可以看成一个整体，可以连接任意一个节点进行操作，就像操作单一Redis实例一样，不需要任何代理中间件，当客户端操作的key没有分配到该node上时，Redis会返回转向指令，指向正确的node。

• 主节点负责读写请求和集群信息的维护，从节点只对主节点数据和状态信息的复制
• 称数据分片是Redis集群最核心的功能，集群将数据分散到多个master节点
• 集群同样支持主从复制和主节点的自动故障转移(与哨兵模式类似)，当任意节点发生故障时，集群仍然可以正常对外提供服务

Redis集群采用的是哈希槽分区算法。Redis集群中有16384个哈希槽(槽的范围是 0 -16383，哈希槽)，将不同的哈希槽分布在不同的Redis节点上面进行管理，也就是说每个Redis节点只负责一部分的哈希槽。在对数据进行操作的时候，集群会对使用CRC16算法对key进行计算并对16384取模(slot = CRC16(key)%16383)，得到的结果就是 Key-Value 所放入的槽，通过这个值，去找到对应的槽所对应的Redis节点，然后直接到这个对应的节点上进行存取操作。
摘自：https://blog.csdn.net/a745233700/article/details/112691126

搭建Redis集群

集群中的节点是否可用，是由集群中的所用master节点选举决定的，当半数以上的节点认为某个节点故障了，那么该节点就是挂掉了，所以搭建redis集群时建议master节点数最好为奇数，搭建Redis集群至少需要三个主节点，三个从节点。

**注意：**我这里用的是redis-6.0.4版本，redis-6版本之前还需要安装ruby脚本来构建redis集群，而redis-6版本之后直接使用redis-cli构建。

为方便演示，这里在一台主机上模拟redis集群的效果

1、准备6个redis服务节点

# (1)在redis根目录下创建6个目录作为6个节点
mkdir -p redis-cluster/redis700{1..6}

# (2)编写一个sh脚本将redis的配置文件redis.conf、redis-server和redis-cli复制一份到6个节点目录下（或者手动一个个复制）
#!/bin/bash
for i in {1..6}
docp /software/redis/redis.conf /software/redis/redis-cluster/redis700$icp /software/redis/bin/redis-cli /software/redis/bin/redis-server /software/redis/redis-cluster/redis700$i
done

2、配置6个服务节点

修改6个节点redis.conf配置文件中的以下内容，可以修改好一个后复制六份再修改port和集群节点配置文件名nodes-port.conf

bind 0.0.0.0         					    # 开启远程连接
port 7001            					    # 设置redis服务端口【需要修改6个】
daemonize  yes       					    # 开启以守护线程的(后台)方式启动
protected-mode no    					    # 关闭保护模式
requirepass  123456  					    # 设置Redis服务访问密码
appendonly  yes   		                    # 开启AOF持久化cluster-enabled  yes 	        	     	# 开启集群模式
cluster-config-file  nodes-7001.conf 		# 集群节点配置文件nodes-port.conf【需要修改6个】
cluster-node-timeout  5000      	   		# 集群节点超时时间（默认15000毫秒）

3、启动6个节点
在各自节点目录下，执行以下命令启动当前redis服务节点

./redis-server  ./redis.conf

# 查看是否启动了六个Redis进程
ps -ef|grep redis

4、构建集群

在任意一个节点上执行创建命令构建redis集群：构建集群时，会根据创建命令节点顺序指定主从节点，会自动为master节点分配16384个hash槽

# 六个节点分为三组，每组又分为一主一从
# 这里会把前三个做为主节点，后三个做为从节点，--cluster-replicas 1表示指定每个主节点有一个从节点
./redis-cli --cluster create 192.168.31.161:7001 192.168.31.161:7002 192.168.31.161:7003 192.168.31.161:7004 192.168.31.161:7005 192.168.31.161:7006 --cluster-replicas 1 -a 123456

看到All nodes agree about slots configuration.和All 16384 slots covered即代表集群构建成功

集群拓展

# -c：以集群模式连接
./redis-cli -p 7001 -a 123456 -c
# redis-cli连接后，通过cluster nodes查看集群的节点信息
192.168.31.161:7001> cluster nodes

把7001这个master节点kill掉，查看它的从节点是否顶替上来作为新的master节点了

Spring Boot中操作Redis集群

<!--redis-->
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

# 书写集群中的所有节点IP:port，以逗号分隔
spring.redis.cluster.nodes=192.168.31.161:7001,192.168.31.161:7002,192.168.31.161:7003,192.168.31.161:7004,192.168.31.161:7005,192.168.31.161:7006

后记

redis主从复制、哨兵模式(sentinel)、redis集群(cluster)三种架构模式的演变，已经能应对当下市场上的项目对Redis缓存的需求

Redis缓存的存在主要是为了减轻数据库的并发压力（当然在分布式系统中，由于跨JVM导致synchronized失效，而常用Redis来实现分布式锁等，Redis的应用也非常广泛）

Redis缓存虽减轻了数据库的一部分并发压力，但要提高数据库自身的容错性，以及实现数据库服务在整个系统中的高可用才是根本！

后面将持续带来MySQL的主从复制，以及MySQL读写分离(集群)的介绍和搭建详情！