前言

哨兵模式雖然讓讀寫分離更加高可用，但單臺服務器由于本身的內存和CPU瓶頸，對于高并發(fā)和大數(shù)據(jù)業(yè)務的應用場景還是遠遠不能滿足；對于這種情況，有點經(jīng)驗的小伙伴會毫不猶豫的想到集群，搞他好幾個節(jié)點，負載均衡再加上故障轉移，豈不美哉。是的，就是這個理，接下來玩玩。

正文

集群，相信這個詞小伙伴應該聽的耳朵起繭子了吧；多搞幾臺服務器，讓請求/命令平均分發(fā)到各個服務器，避免單臺服務器承載過大壓力；對于Redis集群來說，為了實現(xiàn)自動故障轉移，還需要在每個主節(jié)點上增加一個或多個從節(jié)點，當主節(jié)點發(fā)生故障時，從節(jié)點自動補上，實現(xiàn)高可用。

總的來說，Redis集群有以下作用：

• 多主節(jié)點的實現(xiàn)可以應對高并發(fā)場景，并發(fā)量增大，節(jié)點可以隨時擴展?jié)M足需求；

• 多主節(jié)點的實現(xiàn)可以存儲更多的數(shù)據(jù)，因為數(shù)據(jù)均勻分布到各個節(jié)點；

• 多主節(jié)點搭配多從節(jié)點的實現(xiàn)讓高可用更加穩(wěn)定，即當有主節(jié)點發(fā)生故障時，對應下面的從節(jié)點會升級為主節(jié)點，正常提供功能；

老規(guī)矩不變，一邊實操一邊總結，接下來搭建一個3主3從的集群，這是最簡單的。Redis集群中最少需要3個主節(jié)點，再加上為了實現(xiàn)高可用，每個主節(jié)點至少得跟一個從節(jié)點，不然一個主節(jié)點掛了，找不到完整的數(shù)據(jù)，整個集群就不能用了；至于為什么會找不到完整的數(shù)據(jù)，下面會聊到。

接下來要搭建的集群環(huán)境如下：

簡要說明：

• 6370為主節(jié)點，6381為6370的從節(jié)點；

• 6380為主節(jié)點，6391為6380的從節(jié)點；

• 6390為主節(jié)點，6371為6390的從節(jié)點；

• 在集群環(huán)境中主節(jié)點之間是相互通訊的(這里沒有哨兵)，每一個節(jié)點都是數(shù)據(jù)節(jié)點；

這里集群方案使用redis-cli自動指定主從關系(小伙伴的主從關系可能會和我這不一樣哦)，也可以手動指定；反正思路都一樣；

以下演示在同一臺機器上，通過端口區(qū)分各個節(jié)點；在實際開發(fā)中，一般都是用不同的服務器。

案例演示

準備六個節(jié)點的配置文件，開啟集群相關配置；

拷貝最初默認的配置文件，然后進行更改，主要更改以下項：

port?6370?#?指定Redis節(jié)點端口 pidfile?/var/run/redis_6370.pid?#?指定對應進程文件 dbfilename?dump6370.rdb?#?每個節(jié)點的rdb持久化文件 cluster-enabled?yes?#?開啟集群，這個比較重要 cluster-config-file?nodes-6370.conf?#指定每個節(jié)點的集群配置文件，這個比較重要

以上配置文件內容在其他節(jié)點(6370,6371,6380,6381,6390,6391)都需要進行修改，只是將其中6370改為對應節(jié)點的端口即可，目的就是為了不同節(jié)點使用不同端口并區(qū)分用到的不同文件即可；比如需要修改6371節(jié)點的配置文件如下：

port?6371?#?指定Redis節(jié)點端口 pidfile?/var/run/redis_6371.pid?#?指定對應進程文件 dbfilename?dump6371.rdb?#?每個節(jié)點的rdb持久化文件 cluster-enabled?yes?#?開啟集群，這個比較重要 cluster-config-file?nodes-6371.conf?#指定每個節(jié)點的集群配置文件，這個比較重要

其中cluster-enabled和cluster-config-file是集群配置的重點。

啟動六個節(jié)點，剛開始各個節(jié)點是相互獨立的；

準備好配置文件之后，就可以使用redis-server指定配置文件啟動節(jié)點啦，如果節(jié)點多，小伙伴可以編寫腳本哦；

./redis-server?ZoeCluster/redis6370.conf?#?啟動6370節(jié)點 ./redis-server?ZoeCluster/redis6371.conf?#?啟動6371節(jié)點 ./redis-server?ZoeCluster/redis6380.conf?#?啟動6380節(jié)點 ./redis-server?ZoeCluster/redis6381.conf?#?啟動6381節(jié)點 ./redis-server?ZoeCluster/redis6390.conf?#?啟動6390節(jié)點 ./redis-server?ZoeCluster/redis6391.conf?#?啟動6391節(jié)點

啟動效果如下：

這樣只是將各個節(jié)點啟動起來，集群關系還沒創(chuàng)建呢，如果不信，可以使用redis-cli連接任意一個節(jié)點查看集群信息，如下：

如上圖，cluster-size為0，集群的關鍵，槽也還沒有分配；那接下來肯定是要將各節(jié)點的集群關系搞起來；

建立節(jié)點集群關系

由于我使用的Redis版本是5.0，直接可以使用redis-cli就可以進行集群搭建，在此版本之前都推薦使用redis-trib.rb進行相關操作，這個是一個Ruby腳本，需要安裝相關環(huán)境，小伙伴可以下來嘗試；

使用命令如下：

./redis-cli?--cluster?create?--cluster-replicas?1?127.0.0.1:6370?127.0.0.1:6380?127.0.0.1:6390?127.0.0.1:6371?127.0.0.1:6381?127.0.0.1:6391

參數(shù)簡介：

-- cluster : 指定是用于創(chuàng)建集群環(huán)境；

-a：密碼，即如果有密碼，可以通過-a傳參，這里沒有設置密碼；

--cluster-replicas：這里設置為1, 用于配置主節(jié)點上的從節(jié)點數(shù)，1就代表一主一從，2就代表一主二從，依次類推；

后面的是節(jié)點IP:節(jié)點端口，一般前面的是主節(jié)點，后面的是從節(jié)點；

如果同意集群方案，然后就開始進行相關操作，如下：

同樣，可以連接到任意一個節(jié)點，查看集群情況，如下：

注：關于主從節(jié)點之間的主從復制過程就不在這說了，和之前說過的主從復制一樣；

演示訪問操作；

使用redis-cli連接任意節(jié)點寫入數(shù)據(jù)，如果不指定集群連接的話，會寫入數(shù)據(jù)失敗，如下：

由于集群環(huán)境下，數(shù)據(jù)的存儲位置是根據(jù)Key來計算而來的(這里牽涉到一致性哈希算法)，使得數(shù)據(jù)可以均勻分配到各節(jié)點上，所以在redis-cli連接的時候需要指定集群模式，如下：

如上圖所示，指定集群模式之后就可以正常存取了；

故障演示

既然集群環(huán)境，肯定少不了要好好測測；

模擬從節(jié)點掛掉

找個從節(jié)點停掉試試，這里停掉6371節(jié)點，根據(jù)創(chuàng)建集群信息知道，它的主節(jié)點是6390；

主節(jié)點顯示從節(jié)點斷開連接，看看它的主節(jié)點反應：

其他集群節(jié)點只是將從節(jié)點標記為failing狀態(tài)，即下線狀態(tài)，如下：

對于存取數(shù)據(jù)也不受影響，這里就不截圖了，小伙伴自行嘗試吧；

當故障的從節(jié)點6371重新連上時，主節(jié)點恢復主從關系，并進行主從復制操作；其他集群節(jié)點會清除原來標記的下線狀態(tài)，將其改為上線；

模擬主節(jié)點掛掉

這里就手動將6390這個節(jié)點停掉，會有怎樣的反應呢？

自身從節(jié)點會每隔一秒檢測連接，如果超時(默認是15秒)，會選舉從節(jié)點做為集群的主節(jié)點來提供服務，如下圖：

數(shù)據(jù)存取最終還是不受影響；

對于其他集群節(jié)點，將故障節(jié)點標記為failing，讓新上任的主節(jié)點提供服務，如下圖：

存取數(shù)據(jù)也是不受影響的；

掛掉的主節(jié)點6390如果恢復，那它只能變?yōu)?371的從節(jié)點啦，并進行相關主從復制操作；而集群的其他節(jié)點只是將其原有的Fail狀態(tài)清除，表示可以正常連接；

Redis集群就是這樣簡單，只要思路對，就是手工活；小伙伴可以編寫腳本自動執(zhí)行哦；

接下來說說集群數(shù)據(jù)的存儲；

數(shù)據(jù)存儲簡單分析

在Redis集群環(huán)境中，數(shù)據(jù)的存儲位置是根據(jù)對Key的Hash計算進行指定的；Redis集群為了在節(jié)點改變時保證數(shù)據(jù)分布均勻，引入了槽(slot)作為遷移的基本單位，槽解耦了數(shù)據(jù)和實際節(jié)點的關系，使得實際節(jié)點數(shù)的改變對系統(tǒng)影響較小；

在整個集群中，槽(slot)總共有16384，會將其均勻分配到集群的主節(jié)點上，其中每一份槽對應一個存儲空間(這里的存儲空間可以理解為一個容器，是可以存很多數(shù)據(jù)的)，以上集群環(huán)境的槽分配如下：

存儲數(shù)據(jù)的過程，如下：

連接6380主節(jié)點，執(zhí)行如下操作：

具體過程如下：

簡要說明：

客戶端發(fā)起命令；

服務器將Key進行CRC16計算，并與總槽位計算出Key需要存儲的位置；

這里模擬的Key為zoe，計算出的槽位為14588，不在6380這個節(jié)點上，集群節(jié)點會將其重定向到對應槽位的節(jié)點上；

然后找到6371上的14588槽位進行數(shù)據(jù)存儲；（注，這里的6371已經(jīng)是主節(jié)點了，因為上面做過一次故障轉移模擬）；

那集群節(jié)點是如何知道其他節(jié)點的槽范圍和其他信息呢？

那是因為各節(jié)點之間有通訊，通訊端口是對應的redis端口+10000，比如節(jié)點6371的集群通訊端口為16371（如果多臺機器，別忘了防火墻放開這個端口哦），可以通過cluster nodes看到，如下：

并且將各節(jié)點的信息保存在自己對應的集群配置文件中，這個集群文件名是通過配置項cluster-config-file指定的，在集群節(jié)點啟動時會檢查該文件是否存在，如果不存在，會自動創(chuàng)建，如果存在，就加載里面的相關配置信息；里面有哪些信息，隨便找個節(jié)點的配置文件看一下：

如上圖所示，各節(jié)點的配置文件中記錄了其他節(jié)點的主從關系，分配的槽位，各節(jié)點的狀態(tài)；這樣的話，集群關系就算重新啟動也還存在。

集群伸縮(節(jié)點增刪)演示

在實際應用場景中，會根據(jù)業(yè)務需要，對集群進行伸縮，即節(jié)點的增刪；業(yè)務并發(fā)大了加節(jié)點進行擴展， ?節(jié)點需要調整時可能需要進節(jié)點刪除；

加節(jié)點

這里進行節(jié)點擴展，加一個6360主節(jié)點，6361作為6360的從節(jié)點；參照以上集群搭建時配置文件更改，然后將其都啟動，如下：

6360節(jié)點

port?6360?#?指定Redis節(jié)點端口 pidfile?/var/run/redis_6360.pid?#?指定對應進程文件 dbfilename?dump6360.rdb?#?每個節(jié)點的rdb持久化文件 cluster-enabled?yes?#?開啟集群，這個比較重要 cluster-config-file?nodes-6360.conf?#指定每個節(jié)點的集群配置文件，這個比較重要

6361節(jié)點

port?6361?#?指定Redis節(jié)點端口 pidfile?/var/run/redis_6361.pid?#?指定對應進程文件 dbfilename?dump6361.rdb?#?每個節(jié)點的rdb持久化文件 cluster-enabled?yes?#?開啟集群，這個比較重要 cluster-config-file?nodes-6361.conf?#指定每個節(jié)點的集群配置文件，這個比較重要

兩個節(jié)點都啟動，然后將6360加入到集群主節(jié)點中，執(zhí)行以下命令：

./redis-cli?--cluster?add-node?127.0.0.1:6360?127.0.0.1:6370

注：其中127.0.0.1:6360是需要加入的新增節(jié)點，127.0.0.1:6370是現(xiàn)有集群中的任意一個節(jié)點；

可以通過以下命令檢測集群狀態(tài)，如下：

./redis-cli?--cluster?check?127.0.0.1:6370??#?后面的地址是任意的集群節(jié)點

可以看到6360已經(jīng)加入到集群環(huán)境中，但現(xiàn)在還沒有從節(jié)點和槽分配，所以接下來先將6361作為6360的從節(jié)點加入，如下：

./redis-cli?--cluster?add-node?--cluster-slave?--cluster-master-id?eaa814dc56beb0d5edb6a4fbb14f1384e78d4764?127.0.0.1:6361?127.0.0.1:6370?

參數(shù)說明：

• --cluster-slave : ?意思就是加入的是從節(jié)點；

• --cluster-master-id：后面緊跟主節(jié)點的id，這里就是6360的節(jié)點id；通過cluster nodes可以查看到節(jié)點id；

• 127.0.0.1:6361：需要加入的從節(jié)點；

• 127.0.0.1:6370：現(xiàn)有集群的任意主節(jié)點；

現(xiàn)在還差槽分配了，如果需要直接將16384個槽平均分配到所有節(jié)點話，直接執(zhí)行以下命令即可：

./redis-cli?--cluster?rebalance?--cluster-threshold?1?--cluster-use-empty-masters?127.0.0.1:6370

使用命令./redis-cli --cluster check 127.0.0.1:6370查看分配結果，如下圖，只截了部分：

如果不想均勻分配，根據(jù)自定義需要進行配置，可以執(zhí)行以下命令，會提示一步一步配置；

./redis-cli?--cluster?reshard?127.0.0.1:6360?#后面是新加入的主節(jié)點? #?也可以執(zhí)行以下指令直接配置想要的數(shù)據(jù) ./redis-cli?--cluster?reshard?--cluster-from?all?--cluster-to?需要分配槽的節(jié)點id?--cluster-slots?1000?--cluster-yes?127.0.0.1:6370?#?1000?指分配的槽數(shù)

這里就不截圖演示了，留給小伙伴自己動手操作吧；

刪除節(jié)點

先對節(jié)點進行分片工作，防止數(shù)據(jù)丟失，即將指定節(jié)點上的槽分配到其他節(jié)點；
./redis-cli --cluster reshard 要刪除節(jié)點ip:port

移除節(jié)點，推薦先刪除從節(jié)點，再刪除主節(jié)點；

./redis-cli --cluster del-node 節(jié)點ip:port 節(jié)點id

集群配置項

• cluster-enabled(是否開啟集群模式)：設置為yes，將該節(jié)點開啟為集群模式；

• cluster-config-file(設置每個集群節(jié)點對應的配置文件名稱)：文件是自動生成的，不用手動創(chuàng)建；

• cluster-node-timeout(設置超時時間，即集群節(jié)點不可用的最大時間，如果超過這個時間就認為該節(jié)點不可用)：默認為15000(以毫秒為單位)；

• cluster-migration-barrier(配置一個主機最少可用的從機的個數(shù))：默認是1,表示一個主機的從機遷移之后，至少得有一個從機可用，否則不進行節(jié)點遷移；

• cluster-require-full-coverage(配置集群服務的可用性)：默認yes開啟，即集群沒完全覆蓋所有slot，集群就掛了；設置為no，就算槽沒有全分配，也能提供服務，需要自己保證槽分配；

總結

到這集群的搭建就完啦，本來想著寫著很簡單的，沒想到又干了4000字；對于集群，使用有一些限制，比如Keys命令只能針對當前節(jié)點，需要針對多節(jié)點的情況進行處理；集群中各節(jié)點只支持db0數(shù)據(jù)庫，其他數(shù)據(jù)庫不支持等等；所以使用要注意哦，后續(xù)抽時間單獨整理一篇注意事項吧，篇幅有點長，不繼續(xù)聊啦；? 下篇說說熟悉的緩存穿透、緩存擊穿、緩存雪崩吧；

一個被程序搞丑的帥小伙，關注"Code綜藝圈"，跟我一起學~~~

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Redis集群搭建很easy的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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