[09] Redis 集群

a. 容量不够，Redis 如何进行扩容？
b. 并发写操作，Redis 如何分摊？

什么是集群？

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。

安装 ruby 环境

yum install ruby，yum install rubygems 安装的版本低，不管乎。

/usr/share/rubygems/rubygems/core_ext/kernel_require.rb:55:in `require':
cannot load such file -- redis (LoadError)
from /usr/share/rubygems/rubygems/core_ext/kernel_require.rb:55:in `require'
from ./redis-trib.rb:25:in `<main>'

cd /run/media/root/CentOS 7 x86_64/Packages 找到如下 rpm
拷贝到 /opt/rpmruby/ 目录下，并 cd 到此目录
执行命令：rpm -Uvh *.rpm --nodeps --force，按照依赖安装各个 rpm 包
拷贝 redis-3.2.0.gem 到 /opt 目录下
在 /opt 目录下执行命令：gem install --local redis-3.2.0.gem

集群测试

制作 6 个实例

基础配置
- 拷贝多个 redis.conf 文件
- 开启 daemonize yes
- pid 文件名字
- 指定端口
- Log文件名字
- dump.rdb名字
- appendonly 关掉或者换名字

安装 Redis cluster 配置修改

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(ms)，集群自动进行主从切换

集群操作

在 /opt/redis-3.2.5/src 目录下，使用如下命令（此处不要用 127.0.0.1，用真实 IP 地址）

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.33.128:6379 192.168.33.128:6380 (此处没有换行)
192.168.33.128:6381 192.168.33.128:6389 192.168.33.128:6390 192.168.33.128:6391

分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的 IP 地址，每个从库和主库不在一个 IP 地址上。

查看集群信息

通过 cluster nodes 命令：

什么是 slots？

一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot），数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个，集群使用公式 CRC16(key) % 16384 来计算键 key 属于哪个槽，其中 CRC16(key) 语句用于计算键 key 的 CRC16 校验和。

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。举个例子，如果一个集群可以有主节点，其中：节点 A 负责处理 0 号至 5500 号插槽、节点 B 负责处理 5501 号至 11000 号插槽、节点 C 负责处理 11001 号至 16383 号插槽。

录入|查询值

在集群中录入值

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 集群参数实现自动重定向。如 redis-cli -c –p 6379 登入后，录入、查询键值对可以自动重定向。
不在一个 slot 下的键值，是不能使用 mget，mset 等多键操作。
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。

在集群中查询值

CLUSTER KEYSLOT <key>                  # 计算键 key 应该被放置在哪个槽上
CLUSTER COUNTKEYSINSLOT <slot>         # 返回槽 slot 目前包含的键值对数量
CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count>   # 返回 count 个 slot 槽中的键

故障恢复

集群的 Jedis 开发

public class TestJedisCluster {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<HostAndPort>();
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6379));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6380));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6381));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6389));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6390));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.33.128", 6391));
        JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(nodes);
        System.out.println(jedisCluster);
        jedisCluster.close();
    }
}

小结

Redis 集群提供了以下好处
- 实现扩容
- 分摊压力
- 无中心配置相对简单
Redis 集群的不足
- 多键操作是不被支持的
- 多键的 Redis 事务是不被支持的，Lua 脚本不被支持
- 由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至 Redis Cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。