Redis主从与集群搭建全指南

一、Redis 主从复制 (Replication)

主从复制是 Redis 提供的一种高可用性和数据冗余的机制。一个主节点 (master) 可以拥有多个从节点 (slave)。主节点负责处理写操作，并将写操作的数据变更异步地传播给所有从节点。从节点默认是只读的，用于处理读请求或作为故障转移的备胎。

主从设置步骤

准备节点：
- 启动多个 Redis 服务器实例（可以是在同一台机器的不同端口，也可以是不同机器）。假设我们有三个实例：
  - 主节点：127.0.0.1:6379
  - 从节点1：127.0.0.1:6380
  - 从节点2：127.0.0.1:6381
配置主节点 (可选)：
- 主节点通常不需要特殊配置即可作为主节点启动。但为了安全或持久化，你可能需要配置 requirepass (主节点密码) 和 daemonize (后台运行) 等选项。主节点配置文件 (redis-6379.conf) 示例片段：
  ini 复制代码
```
port 6379
daemonize yes
requirepass your_master_password  # 如果设置了密码，从节点连接时需要
```
- 启动主节点：
  bash 复制代码
```
redis-server /path/to/redis-6379.conf
```

配置从节点：

这是关键步骤。在每个从节点的配置文件中，需要指定它要复制的主节点信息。从节点配置文件 (redis-6380.conf / redis-6381.conf) 示例片段：

ini 复制代码

port 6380  # 或 6381
daemonize yes
slaveof 127.0.0.1 6379  # 指向主节点的 IP 和端口
masterauth your_master_password  # 如果主节点设置了 requirepass，这里需要填写相同的密码

启动从节点：

bash 复制代码

redis-server /path/to/redis-6380.conf
redis-server /path/to/redis-6381.conf

验证主从状态：
- 连接到任意节点（主或从），使用 INFO replication 命令查看复制状态。
- 在主节点执行：
  bash 复制代码
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a your_master_password
> INFO replication
```
  输出中应看到 role:master 和 connected_slaves:2 (或其他实际数字)，以及从节点的连接信息。
- 在从节点执行：
  bash 复制代码
```
redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380
> INFO replication
```
  输出中应看到 role:slave, master_host:127.0.0.1, master_port:6379, master_link_status:up (表示连接正常)，以及 slave_repl_offset (复制偏移量)。

关键点：

主节点写，从节点读。
复制是异步的，存在短暂的数据不一致窗口期。
从节点可以级联 (slave of slave)。
故障转移需要手动干预或借助 Redis Sentinel / Redis Cluster 等方案。

二、Redis 集群 (Cluster)

Redis Cluster 是 Redis 官方提供的分布式方案，用于解决单机 Redis 在内存容量、并发处理能力和故障恢复方面的瓶颈。它将数据分片存储在多个节点上，并提供自动的故障转移。

核心概念

分片 (Sharding) ：数据被自动分片到多个主节点上存储。默认将整个数据集划分为 16384 个哈希槽 (hash slot)。
主节点 (Master Node)：负责存储一部分哈希槽的数据和处理读写请求。
从节点 (Slave Node)：作为主节点的副本，在主节点故障时通过选举成为新的主节点。
集群总线 (Cluster Bus)：节点间通过 TCP 端口 (默认主端口 + 10000) 进行通信（如Gossip协议、故障检测、配置更新）。

集群搭建步骤 (以三主三从为例)

准备节点：

启动六个 Redis 服务器实例。每个节点都需要一个配置文件。

每个节点的配置文件 (redis-7000.conf 到 redis-7005.conf) 需要启用集群模式并设置节点端口。示例片段 (redis-7000.conf)：

ini 复制代码

port 7000
daemonize yes
cluster-enabled yes  # 启用集群模式
cluster-config-file nodes-7000.conf  # 节点自动生成的集群配置文件
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes  # 建议开启持久化

启动所有六个节点：

bash 复制代码

redis-server /path/to/redis-7000.conf
redis-server /path/to/redis-7001.conf
...  # 启动 redis-7002.conf, redis-7003.conf, redis-7004.conf, redis-7005.conf

创建集群：
- 使用 redis-cli 提供的集群管理命令 --cluster create 来初始化集群。你需要指定所有节点的地址，并告诉工具哪些节点是主节点，哪些是它的从节点（通常按顺序排列，前三个是主，后三个分别对应前三个主）。
- 命令格式：
  bash 复制代码
```
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1
```
  - --cluster create：创建集群。
  - 127.0.0.1:7000 ...：列出所有节点地址。
  - --cluster-replicas 1：指定每个主节点分配 1 个从节点。工具会自动将前 N 个节点视为主节点，后 N * replicas 个节点作为它们的从节点。这里 N=3。
- 执行命令后，工具会显示它计划分配的槽位分布（每个主节点分配约 5461 个槽）。确认无误后输入 yes。

验证集群状态：

连接到任意节点：

bash 复制代码

redis-cli -c -p 7000  # -c 表示以集群模式连接
> CLUSTER INFO  # 查看集群整体状态，应为 "cluster_state:ok"
> CLUSTER NODES  # 查看所有节点信息，包括角色 (master/slave)、负责的槽位范围、连接状态等

测试读写：尝试写入一个 key。集群模式下的客户端会自动重定向到正确的节点。

bash 复制代码

> SET mykey "hello world"
-> Redirected to slot [14687] located at 127.0.0.1:7002
OK
> GET mykey
-> Redirected to slot [14687] located at 127.0.0.1:7002
"hello world"

关键点：

最小配置要求：至少 3 个主节点才能形成集群（因为故障转移需要多数投票）。
数据分片：客户端需要理解集群协议（如 redis-cli -c 或支持集群的客户端库），否则操作会因 MOVED 错误而失败。
自动故障转移：当主节点故障且被大多数主节点判定为下线时，其对应的从节点会发起选举成为新主节点。
节点发现：新节点加入集群或节点间通信通过集群总线和 Gossip 协议自动完成。
槽位迁移：支持运行时动态添加/删除节点和重新分片 (redis-cli --cluster reshard)。

注意事项：

版本：确保所有节点使用相同的主要 Redis 版本。
网络：集群节点间需要双向网络通信（客户端端口和集群总线端口）。
工具：redis-cli --cluster help 查看所有集群管理命令（添加节点、删除节点、修复、重新分片等）。
生产环境 ：强烈建议将节点部署在不同物理机或虚拟机，避免单点故障。配置合理的 cluster-node-timeout。

通过以上步骤，你应该能够成功配置 Redis 主从复制和 Redis Cluster。主从复制提供数据备份和读写分离，而 Redis Cluster 则提供了高可用、高并发、大容量的分布式解决方案。