Redis集群 - 技术栈

一、Redis主从复制

基本概念：

主节点 (Master)：接收写入请求，并将数据更新到它的数据库中。
从节点 (Slave)：从主节点同步数据，并可以处理读取请求，从而减轻主节点的负担。

主从复制的作用：

●数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。

●故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服务的冗余。

●负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。

●高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。

主从复制流程：

主节点初始化：主节点在启动时等待从节点的连接请求。
从节点连接：从节点向主节点发送同步请求。
主节点同步数据 ：
- 全量同步：从节点请求主节点进行全量数据同步。主节点将当前数据库快照发送给从节点。
- 增量同步：在全量同步完成后，主节点会将后续的写操作日志（AOF日志或复制积累的命令）发送给从节点，以保持数据的一致性。
从节点接收数据：从节点接收并应用主节点的数据快照和增量数据，确保其数据与主节点保持一致。

其他注意事项：

故障转移：可以结合工具如Redis Sentinel或Redis Cluster来实现高可用性和自动故障转移。
持久化：确保主节点和从节点的持久化策略一致，以防数据丢失。
网络延迟：主从复制对网络延迟敏感，确保网络连接稳定。
监控：监控主从复制的状态，以确保数据一致性和性能。

二、Redis哨兵模式

主要概念：

Sentinel：一个守护进程，用于监控Redis主节点和从节点，进行故障检测，并在主节点出现故障时自动进行故障转移。
主节点 (Master)：处理写请求，并将数据同步到从节点。
从节点 (Slave)：从主节点同步数据，并可以处理读取请求。
故障转移 (Failover)：当Sentinel检测到主节点失败时，它会选择一个从节点作为新的主节点，并更新集群中的所有从节点指向新的主节点。

Sentinel工作原理：

监控：Sentinel不断监控主节点和从节点的状态，检查它们的健康状况。
故障检测：如果Sentinel检测到主节点失效，会进行进一步的验证，以确认主节点确实不可用。
故障转移：当确认主节点不可用时，Sentinel会选择一个从节点提升为新的主节点，并更新其他从节点的配置，使它们从新的主节点同步数据。
通知：Sentinel将新的主节点信息通知客户端和应用程序，以确保它们能够重新连接到正确的主节点。

配置步骤：

配置主节点和从节点 ：在主节点和从节点的 redis.conf 配置文件中，确保主节点和从节点已经正确配置，并能互相通信。
配置Sentinel：在每个Sentinel的配置文件中，需要指定要监控的主节点的信息。配置示例如下：
sql 复制代码
```
sentinel monitor mymaster <master-ip> <master-port> <quorum> 
sentinel auth-pass mymaster <password> # 如果Redis启用了密码保护 
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 
sentinel failover-timeout mymaster 10000 
sentinel parallel-syncs mymaster 1
```
- mymaster：监控的主节点名称（可以是任意自定义名称）。
- <master-ip> 和**<master-port>**：主节点的IP地址和端口。
- <quorum>：Sentinel需要的最小同意数，以确认主节点故障。通常是Sentinel实例数的一半加一。
- down-after-milliseconds：Sentinel判定主节点为故障之前等待的时间。
- failover-timeout：故障转移过程中的超时时间。
- parallel-syncs：在故障转移过程中，可以同时进行数据同步的从节点数量。
启动Sentinel：启动Redis Sentinel进程，指向配置文件：
复制代码
```
redis-sentinel /path/to/sentinel.conf
```
监控和管理 ：使用 SENTINEL 命令监控Sentinel的状态，如 SENTINEL slaves mymaster 或 SENTINEL master mymaster。

其他注意事项：

多Sentinel实例：为了确保高可用性，通常建议至少运行三个Sentinel实例，以避免单点故障。
客户端配置：确保客户端库支持Sentinel模式，并能够根据Sentinel提供的信息自动连接到新的主节点。
持久化：确保所有Redis节点的持久化配置正确，以防数据丢失。
网络延迟：Sentinel对网络延迟比较敏感，确保Sentinel和Redis节点之间的网络稳定。

三、Redis集群模式

主要概念：

集群节点：Redis Cluster由多个Redis节点组成，包括主节点和从节点。主节点负责数据存储和处理请求，从节点用于数据备份和故障转移。
分片 (Sharding)：Redis Cluster将数据分布到多个主节点上，通过分片机制实现数据的水平扩展。数据通过哈希槽（hash slots）分布在不同的主节点上。
哈希槽 (Hash Slots)：Redis Cluster将数据键值映射到16384个哈希槽上，每个主节点负责一部分哈希槽。
故障转移和副本：每个主节点可以有一个或多个从节点（副本）。如果主节点发生故障，从节点会被提升为新的主节点，确保数据的高可用性。

Redis Cluster工作原理：

数据分片：Redis Cluster通过哈希槽将数据分布到不同的主节点上。每个主节点负责一部分哈希槽，从而分担存储和处理数据的负担。
请求路由：客户端请求会根据数据的键被路由到相应的主节点。如果主节点不可用，客户端会根据集群的响应自动重试。
故障检测和转移：Redis Cluster会定期检查主节点的健康状况，如果检测到主节点故障，会通过选举机制将从节点提升为新的主节点，并重新配置集群。
数据复制：主节点会将数据同步到其从节点，以确保数据的备份和高可用性。

配置步骤：

准备环境：确保你有多个Redis节点用于集群配置。每个节点需要有足够的存储空间和计算资源。

配置Redis节点 ：在每个Redis节点的配置文件（redis.conf）中，需要启用集群模式并配置集群相关选项。例如：
sql 复制代码
```
port 6379

cluster-enabled yes

cluster-config-file nodes.conf

cluster-node-timeout 5000

appendonly yes
```
- cluster-enabled yes：启用集群模式。
- cluster-config-file nodes.conf：指定存储集群节点信息的文件。
- cluster-node-timeout 5000：节点超时时间，单位为毫秒。
启动Redis实例：启动Redis实例，确保每个实例的配置文件正确。
创建Redis Cluster ：使用 redis-cli 工具创建集群。例如：
sql 复制代码
```
redis-cli --cluster create <node1-ip>:6379 <node2-ip>:6379 <node3-ip>:6379 <node4-ip>:6379 <node5-ip>:6379 <node6-ip>:6379 --cluster-replicas 1
```
这里 <node1-ip>:6379 等是你要加入集群的节点地址。--cluster-replicas 1 指定每个主节点有一个从节点。
验证集群状态：使用以下命令检查集群状态：
sql 复制代码
```
redis-cli --cluster info <node-ip>:6379
```
管理和监控 ：通过 redis-cli 的 CLUSTER 命令可以管理和监控集群状态。例如：
- CLUSTER NODES：查看集群中的节点信息。
- CLUSTER MEET：将新节点加入集群。
- CLUSTER FORGET：从集群中移除节点。

其他注意事项：

数据迁移：Redis Cluster会在节点之间自动迁移数据，以实现负载均衡。
网络配置：确保集群节点之间的网络连接稳定，以便节点可以正常通信。
客户端支持：使用支持Redis Cluster模式的客户端库，确保客户端能够正确处理集群模式下的数据路由和故障转移。