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redis集群特性有哪些

WBOY轉載: 2023-05-27 22:04:54851瀏覽

redis3.0叢集特性

主從複製（讀寫分離）

主從複製的好處有2點：

1 、避免redis單點故障
2、建構讀寫分離架構，滿足讀多寫少的應用場景

設定主從

建立6379、6380、6381目錄，分別將安裝目錄下的redis.conf拷貝到這三個目錄下。

分別進入這三個目錄，分別修改設定文件，將連接埠分別設定為：6379（Master）、6380（Slave）、6381（Slave）。同時要設定pidfile檔案為不同的路徑。

在redis中設定主從有2種方式：

#1、在redis.conf中設定slaveof
a) slaveof
2、使用redis-cli客戶端連線到redis服務，執行slaveof指令
a) slaveof

第二種方式重啟後將失去主從複製關係。

查看主從資訊：INFO replication

主：

role：角色

connected_slaves：從函式庫數量

slave0：從函式庫資訊

從：

主從架構

##從函式庫只讀

預設情況下redis資料庫充當slave角色時是唯讀的不能進行寫入操作。
可以在設定檔中開啟非唯讀：slave-read-only no

複製的過程原理

1、從庫和主庫建立MS關係後，會傳送SYNC指令到主資料庫；
2、主庫接收到SYNC指令後會開始在背景儲存快照（RDB持久化過程），並將期間接收到的寫入命令快取起來；
#3、當快照完成後，主Redis會將快照檔案和所有快取的寫入命令發送給從Redis;
4、從Redis接收到後，會載入快照檔案並且執行收到的快取的命令；
5、之後，主Redis每當接收到寫指令時就會將指令傳送從Redis，從而確保資料的一致；

無磁碟複製

#透過前面的複製過程我們了解到，主庫接收到SYNC的命令時會執行RDB過程，即使在配置文件中禁用RDB持久化也會生成，那麼如果主庫所在的伺服器磁碟IO性能較差，那麼這個複製過程就會出現瓶頸，慶幸的是，Redis在2.8.18版本開始實現了無磁碟複製功能（不過該功能還是處於試驗階段）。

原則： Redis在與從資料庫進行複製初始化時將不會將快照儲存到磁碟，而是直接透過網路傳送給從資料庫，避免了IO效能差問題。

開啟無磁碟複製：

repl-diskless-sync yes

#複製架構中出現宕機狀況，怎麼辦？

如果在主從複製架構中出現宕機的情況，需要分情況看：

#1、從Redis宕機

    a)  这个相对而言比较简单，在Redis中从库重新启动后会自动加入到主从架构中，自动完成同步数据；
    b)  问题？ 如果从库在断开期间，主库的变化不大，从库再次启动后，
                  主库依然会将所有的数据做RDB操作吗？还是增量更新？（从库有做持久化的前提下）

不會的，因為在Redis2.8版本後就實現了，主從斷線後恢復的情況下實現增量複製。

2、主Redis宕機

這個相對而言就會複雜一些，需要以下2步驟才能完成

    i.  第一步，在从数据库中执行SLAVEOF NO ONE命令，断开主从关系并且提升为主库继续服务；
    ii. 第二步，将主库重新启动后，执行SLAVEOF命令，将其设置为其他库的从库，这时数据就能更新回来；

#這個相對而言就會複雜一些，需要以下2步驟才能完成
vim sentinel.conf
這個手動完成恢復的過程其實是比較麻煩的並且容易出錯，有沒有好辦法解決呢？目前有的，Redis提高的哨兵（sentinel）的功能。

哨兵（sentinel）

什麼是哨兵

###2、主資料故障後自動將從資料庫轉換為主資料庫；###

原理

单个哨兵的架构：

多个哨兵的架构：

多个哨兵，不仅同时监控主从数据库，而且哨兵之间互为监控。

配置哨兵

启动哨兵进程首先需要创建哨兵配置文件：

vim sentinel.conf

输入内容：

sentinel monitor taotaoMaster 127.0.0.1 6379 1

说明：

    taotaoMaster：监控主数据的名称，自定义即可，可以使用大小写字母和“.-_”符号
    127.0.0.1：监控的主数据库的IP
    6379：监控的主数据库的端口
    1：最低通过票数

启动哨兵进程：

redis-sentinel ./sentinel.conf

由上图可以看到：

1、哨兵已经启动，它的id为9059917216012421e8e89a4aa02f15b75346d2b7
2、为master数据库添加了一个监控
3、发现了2个slave（由此可以看出，哨兵无需配置slave，只需要指定master，哨兵会自动发现slave）

配置多个哨兵

vim sentinel.conf

输入内容：

sentinel monitor taotaoMaster 127.0.0.1 6381 2
sentinel monitor taotaoMaster2 127.0.0.1 6381 1

集群

即使有了主从复制，每个数据库都要保存整个集群中的所有数据，容易形成木桶效应。

使用Jedis实现了分片集群，是由客户端控制哪些key数据保存到哪个数据库中，如果在水平扩容时就必须手动进行数据迁移，而且需要将整个集群停止服务，这样做非常不好的。

Redis3.0版本的一大特性就是集群（Cluster），接下来我们一起学习集群。

架构

(2)Redis节点之间互相连接并采用二进制协议以优化传输速度和带宽利用。同时也使用PING-PONG机制来确保连接稳定
(2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.
(3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy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
(4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot（插槽）上,cluster 负责维护node<->slot<->value

修改配置文件

1、设置不同的端口，6379、6380、6381
2、开启集群，cluster-enabled yes
3、指定集群的配置文件，cluster-config-file “nodes-xxxx.conf”

创建集群

首先，进入redis的安装包路径下：
cd /usr/local/src/redis/redis-3.0.1/src/

执行命令：

./redis-trib.rb create --replicas 0 192.168.56.102:6379 192.168.56.102:6380 192.168.56.102:6381

–replicas 0：指定了从数据的数量为0

注意：这里不能使用127.0.0.1，否则在Jedis客户端使用时无法连接到！

redis-trib用法：

测试

什么情况？？(error) MOVED 7638 127.0.0.1:6380

因为abc的hash槽信息是在6380上，现在使用redis-cli连接的6379，无法完成set操作，需要客户端跟踪重定向。

redis-cli -c

插槽的分配

通过cluster nodes命令可以查看当前集群的信息：

该信息反映出了集群中的每个节点的id、身份、连接数、插槽数等。

当我们执行set abc 123命令时，redis是如何将数据保存到集群中的呢？执行步骤：

1、  接收命令set abc 123
2、  通过key（abc）计算出插槽值，然后根据插槽值找到对应的节点。（abc的插槽值为：7638）
3、  重定向到该节点执行命令

整个Redis提供了16384个插槽，也就是说集群中的每个节点分得的插槽数总和为16384。

./redis-trib.rb 脚本实现了是将16384个插槽平均分配给了N个节点。

注意：如果插槽数有部分是没有指定到节点的，那么这部分插槽所对应的key将不能使用。

插槽和key的关系

计算key的插槽值：

key的有效部分使用CRC16算法计算出哈希值，再将哈希值对16384取余，得到插槽值。

什么是有效部分？

1、如果key中包含了{符号，且在{符号后存在}符号，并且{和}之间至少有一个字符，则有效部分是指{和}之间的部分；
a) key={hello}_tatao的有效部分是hello
2、如果不满足上一条情况，整个key都是有效部分；
a) key=hello_taotao的有效部分是全部

新增集群节点

再开启一个实例的端口为6382

执行脚本：

./redis-trib.rb add-node 192.168.56.102:6382 192.168.56.102:6379

已经添加成功！查看集群信息：

发现没有插槽数。

接下来需要给6382这个服务分配插槽，将6379的一部分（1000个）插槽分配给6382：

查看节点情况：

删除集群节点

想要删除集群节点中的某一个节点，需要严格执行2步：

1、将这个节点上的所有插槽转移到其他节点上；

    a)  假设我们想要删除6380这个节点
    b)  执行脚本：./redis-trib.rb reshard 192.168.56.102:6380
    c)  选择需要转移的插槽的数量，因为3380有5128个，所以转移5128个
    d)  输入转移的节点的id，我们转移到6382节点：82ed0d63cfa6d19956dca833930977a87d6ddf7
    e)  输入插槽来源id，也就是6380的id
    f)  输入done，开始转移
    g)  查看集群信息，可以看到6380节点已经没有插槽了。

2、使用redis-trib.rb删除节点

    a)  ./redis-trib.rb del-node 192.168.56.102:6380 4a9b8886ba5261e82597f5590fcdb49ea47c4c6c
    b)  del-node host:port node_id
    c)   
    d)  查看集群信息，可以看到已经没有6380这个节点了。

故障机制

1、  集群中的每个节点都会定期的向其它节点发送PING命令，并且通过有没有收到回复判断目标节点是否下线；
2、  集群中每一秒就会随机选择5个节点，然后选择其中最久没有响应的节点放PING命令；
3、  如果一定时间内目标节点都没有响应，那么该节点就认为目标节点疑似下线；
4、  当集群中的节点超过半数认为该目标节点疑似下线，那么该节点就会被标记为下线；
5、  当集群中的任何一个节点下线，就会导致插槽区有空档，不完整，那么该集群将不可用；
6、  如何解决上述问题？
a)  在Redis集群中可以使用主从模式实现某一个节点的高可用
b)  当该节点（master）宕机后，集群会将该节点的从数据库（slave）转变为（master）继续完成集群服务；

集群中的主从复制架构

架构：

出现故障：

4.9.3. 创建主从集群

需要启动6个redis实例，分别是：
6379（主） 6479（从）
6380（主） 6480（从）
6381（主） 6481（从）

启动redis实例：

cd 6379/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6380/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6381/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6479/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6480/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6481/ && redis-server ./redis.conf && cd

创建集群，指定了从库数量为1，创建顺序为主库（3个）、从库（3个）：

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.56.102:6379 192.168.56.102:6380 192.168.56.102:6381 192.168.56.102:6479 192.168.56.102:6480 192.168.56.102:6481

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