【Redis分布式缓存】分片集群

Redis 分片集群

搭建分片集群

集群结构

分片集群需要的节点数量较多,这里我们搭建一个最小的分片集群,包含3个master节点,每个master包含一个slave节点,结构如下:

这里我们会在同一台虚拟机中开启6个redis实例,模拟分片集群,信息如下:

IP PORT 角色
192.168.150.101 7001 master
192.168.150.101 7002 master
192.168.150.101 7003 master
192.168.150.101 8001 slave
192.168.150.101 8002 slave
192.168.150.101 8003 slave

准备实例和配置

删除之前的7001、7002、7003这几个目录,重新创建出7001、7002、7003、8001、8002、8003目录:

sh 复制代码
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 删除旧的,避免配置干扰
rm -rf 7001 7002 7003
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003 8001 8002 8003

在/tmp下准备一个新的redis.conf文件,内容如下:

ini 复制代码
port 6379
# 开启集群功能
cluster-enabled yes
# 集群的配置文件名称,不需要我们创建,由redis自己维护
cluster-config-file /tmp/6379/nodes.conf
# 节点心跳失败的超时时间
cluster-node-timeout 5000
# 持久化文件存放目录
dir /tmp/6379
# 绑定地址
bind 0.0.0.0
# 让redis后台运行
daemonize yes
# 注册的实例ip
replica-announce-ip 192.168.150.101
# 保护模式
protected-mode no
# 数据库数量
databases 1
# 日志
logfile /tmp/6379/run.log

将这个文件拷贝到每个目录下:

sh 复制代码
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 执行拷贝
echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf

修改每个目录下的redis.conf,将其中的6379修改为与所在目录一致:

sh 复制代码
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 修改配置文件
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf

启动

因为已经配置了后台启动模式,所以可以直接启动服务:

sh 复制代码
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 一键启动所有服务
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf

通过ps查看状态:

sh 复制代码
ps -ef | grep redis

发现服务都已经正常启动:

如果要关闭所有进程,可以执行命令:

sh 复制代码
ps -ef | grep redis | awk '{print $2}' | xargs kill

或者(推荐这种方式):

sh 复制代码
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown

创建集群

虽然服务启动了,但是目前每个服务之间都是独立的,没有任何关联。

我们需要执行命令来创建集群,在Redis5.0之前创建集群比较麻烦,5.0之后集群管理命令都集成到了redis-cli中。

1)Redis5.0之前

Redis5.0之前集群命令都是用redis安装包下的src/redis-trib.rb来实现的。因为redis-trib.rb是有ruby语言编写的所以需要安装ruby环境。

sh 复制代码
# 安装依赖
yum -y install zlib ruby rubygems
gem install redis

然后通过命令来管理集群:

sh 复制代码
# 进入redis的src目录
cd /tmp/redis-6.2.4/src
# 创建集群
./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003

2)Redis5.0以后

我们使用的是Redis6.2.4版本,集群管理以及集成到了redis-cli中,格式如下:

sh 复制代码
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 192.168.150.101:8001 192.168.150.101:8002 192.168.150.101:8003

命令说明:

  • redis-cli --cluster或者./redis-trib.rb:代表集群操作命令
  • create:代表是创建集群
  • --replicas 1或者--cluster-replicas 1 :指定集群中每个master的副本个数为1,此时节点总数 ÷ (replicas + 1) 得到的就是master的数量。因此节点列表中的前n个就是master,其它节点都是slave节点,随机分配到不同master

运行后的样子:

这里输入yes,则集群开始创建:

通过命令可以查看集群状态:

sh 复制代码
redis-cli -p 7001 cluster nodes

测试

尝试连接7001节点,存储一个数据:

sh 复制代码
# 连接
redis-cli -p 7001
# 存储数据
set num 123
# 读取数据
get num
# 再次存储
set a 1

结果悲剧了:

集群操作时,需要给redis-cli加上-c参数才可以:

sh 复制代码
redis-cli -c -p 7001

这次可以了:

散列插槽

Redis 会把每一个master节点映射到0~16383共16384个插槽(hash slot)上

数据key不是与节点绑定,而是与插槽绑定。(方便集群伸缩)

  • key中包含"{}",且"{}"中至少包含1个字符,"{}"中的部分是有效部分
  • key中不包含"{}",整个key都是有效部分

连接集群任何一个节点即可,不同节点会重定向。

如何将同一类数据固定的保存在同一个 Redis 实例?

这一类数据使用相同的有效部分,例如key都以{typeId}为前缀

集群伸缩

1、添加节点

sh 复制代码
redis-cli --cluster add-node 192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7001

2、分配插槽

sh 复制代码
redis-cli --cluster reshard 192.168.150.101:7001

故障转移

  1. 该实例与其它实例失去连接
  2. 疑似宕机
  3. 确定下线,自动提升一个slave为新的master

数据迁移

利用cluster failover命令可以手动让集群中的某个master宕机,切换到执行cluster failover命令的这个slave节点,实现无感知的数据迁移。

  • 缺省:默认的流程,如图1~6步
  • force:省略了对offset的一致性校验
  • takeover:直接执行第5步,忽略数据一致性、忽略master状态和其它master的意见

RedisTemplate 访问分片集群

  1. 引入redis的starter依赖
  2. 配置分片集群地址(指定分片集群的每一个节点信息)
  3. 配置读写分离
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