Redis 集群-工具盒子

Redis集群（Redis Cluster）是Redis提供的一种分布式解决方案，它允许Redis数据在多个Redis节点之间进行分片（sharding），从而可以水平扩展以支持更大的数据量、更高的并发查询负载以及更高的可用性。Redis集群使用一种称为哈希槽（hash slot）的概念来实现数据分片，并将这些槽分配到集群中的不同节点上。

一、Redis集群的一些关键特点和概念：

哈希槽（Hash Slots）：
- Redis集群使用16384个哈希槽来存储数据。
- 每个节点都负责一部分哈希槽。
- 当客户端需要存储或检索数据时，它会使用CRC16算法对键进行哈希，并根据哈希结果确定应该使用哪个哈希槽。
数据分片：
- 通过将哈希槽分配给集群中的不同节点，Redis集群实现了数据分片。
- 每个节点只负责其分配到的哈希槽的数据。
高可用性和故障恢复：
- Redis集群中的每个主节点都有一个或多个从节点作为备份。
- 如果主节点出现故障，集群会自动将从节点提升为主节点，以确保服务的连续性。
- 集群会检测并自动处理故障节点，以确保集群的高可用性。
客户端重定向：
- 当客户端尝试访问一个不在其当前连接的节点上的哈希槽时，该节点会向客户端发送一个重定向命令，告诉客户端应该连接到哪个节点。
- 客户端会根据这个重定向命令重新连接到正确的节点，并执行相应的操作。
一致性保证：
- Redis集群在CAP理论（Consistency, Availability, Partition tolerance）中倾向于AP（可用性和分区容忍性）。
- 在某些情况下，如网络分区或节点故障时，集群可能会暂时牺牲一致性来保证服务的可用性。
使用场景：
- 需要处理大量数据和高并发查询的场景。
- 需要高可用性和故障恢复能力的场景。
配置和部署：
- 部署Redis集群需要配置多个Redis节点，并将它们组合成一个集群。
- 可以使用Redis自带的命令行工具redis-cli或其他集群管理工具（如Redis Cluster Manager）来创建、配置和管理集群。
客户端支持：
- 大多数Redis客户端库都支持Redis集群，并提供了相应的API来与集群进行交互。
- 客户端库通常会自动处理哈希槽的映射、重定向和故障恢复等底层细节，使得开发人员可以像使用单个Redis实例一样使用Redis集群。

请注意，Redis集群也有一些限制和注意事项，例如它不支持某些Redis命令（如跨多个键的操作）和配置（如持久化到磁盘的配置），因此在使用之前需要仔细评估您的需求和约束条件。

二、如何实现Redis集群

使用Redis集群时，需要遵循一定的步骤来确保集群的正确配置和使用。以下是使用Redis集群的详细步骤，包括必要的配置和注意事项：

1. 确定集群规模

Redis集群至少需要3个主节点来构成，因为集群使用了投票容错机制，要求超过半数节点认为某个节点挂了，该节点才被视为不可用。
为了保证集群的高可用性，每个主节点都应该有一个或多个从节点（即备份节点）。因此，一个基本的Redis集群至少需要6台服务器（3主3从）。
以下模拟6台机器：

2. 安装Redis节点

参照文章：

Redis安装及配置说明 ben，公众号：womubujiRedis安装及配置说明

3. 配置Redis节点

修改Redis节点的配置文件（通常是/etc/redis/redis.conf），确保以下设置正确：
- cluster-enabled yes：启用Redis集群模式。
- 分配不同的端口号给每个节点，确保它们不冲突（例如，使用1001-9001）。
- 根据需要配置其他相关参数，如密码、内存限制等。

以下是默认配置：

改成以下配置：

4. 组建集群

启动redis:
使用redis-cli命令行工具或redis-trib.rb脚本来组建集群。
- 如果使用redis-cli，可以执行如redis-cli --cluster create <node-ip>:<port> ... --cluster-replicas 1的命令来创建集群，并指定从节点的数量。
- 如果使用redis-trib.rb（这是Ruby脚本，可能需要单独安装Ruby和redis的Ruby gem），则需要按照脚本的提示进行操作，主要是以下两步：

1）安装ruby，必须2.0以上，2.0以上自带rubygems包管理器

 yum install ruby

2）gem命令安装redis包，增加redis-trib.rb调用redis的接口包

gem install redis

查看安装情况：

5. 添加节点

如果需要在集群中添加节点（无论是主节点还是从节点），都可以使用redis-trib.rb或redis-cli来完成。
- 添加主节点后，还需要手动为其分配哈希槽（Redis集群共有16384个槽）。
- 添加从节点时，需要指定其对应的主节点。

进入src目录：

./redis-trib.rb  create --replicas 1 192.168.1.7:1000 192.168.1.7:2000 192.168.1.7:3000 192.168.1.7:1001 192.168.1.7:2001 192.168.1.7:3001

--replicas 1 设置从节点个数
主从不需要我们配置，前三个为主，后三个为从。

6. Redis集群信息

进入集群模式去操作redis命令,-c集群模式：

 redis-cli -c -h ip --p port

命令：
1.cluster info：

2.cluster nodes:

3.cluster slots:
查看slots分布。

7. 使用Redis集群客户端

在应用程序中使用Redis集群时，需要引入支持集群的客户端库。
- 对于Java，可以使用Jedis或Lettuce等库。
- 在使用客户端时，需要指定集群中至少一个节点的IP和端口，客户端库会自动处理节点发现和重定向。

8. 注意事项

Redis集群不支持跨多个键的操作（如事务、Lua脚本、MSET/MGET等），因为这些操作可能涉及多个哈希槽。
在配置集群时，要确保所有节点的配置都一致，并且防火墙和网络设置都允许它们之间的通信。
定期监控集群的状态和性能，确保它按预期工作。

通过以上步骤，您应该能够成功搭建和使用Redis集群。不过请注意，这只是一个基本的指南，具体的配置和使用可能会根据您的实际需求和环境有所不同。看完别忘记关注哟！

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