Redis集群的三种模式

                                             Redis集群的三种模式

一、主从模式

通过持久化功能，Redis保证了即使在服务器重启的情况下也不会损失（或少量损失）数据，因为持久化会把内存中数据保存到硬盘上，重启会从硬盘上加载数据。
但是由于数据是存储在一台服务器上的，如果这台服务器出现硬盘故障等问题，也会导致数据丢失。为了避免单点故障，通常的做法是将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上，这样即使有一台服务器出现故障，其他服务器依然可以继续提供服务。为此， Redis 提供了复制（replication）功能，可以实现当一台数据库中的数据更新后，自动将更新的数据同步到其他数据库上。

在复制的概念中，数据库分为两类，一类是主数据库（master），另一类是从数据库(slave）。主数据库可以进行读写操作，当写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库。而从数据库一般是只读的，并接受主数据库同步过来的数据。一个主数据库可以拥有多个从数据库，而一个从数据库只能拥有一个主数据库。

主从数据库的配置

主数据库不用配置，从redis的conf文件中可以加载从数据库的信息，也可以在启动时，使用 redis-server --port 6380 --slaveof 127.0.0.1 6379
从数据库一般是只读，可以改为可写，但写入的数据很容易被主同步没，所以还是只读就可以。
也可以在运行时使用slaveof ip port命令，停止原来的主，切换成刚刚设置的主 slaveof no one会把自己变成主

复制原理

当从数据库启动时，会向主数据库发送sync命令，主数据库接收到sync后开始在后台保存快照rdb，在保存快照期间收到的命令缓存起来，当快照完成时，主数据库会将快照和缓存的命令一块发送给从**。复制初始化结束。
之后，主每收到1个命令就同步发送给从。
当出现断开重连后，2.8之后的版本会将断线期间的命令传给重数据库。增量复制

主从复制是乐观复制，当客户端发送写执行给主，主执行完立即将结果返回客户端，并异步的把命令发送给从，从而不影响性能。也可以设置至少同步给多少个从主才可写。
无硬盘复制:如果硬盘效率低将会影响复制性能，2.8之后可以设置无硬盘复制，repl-diskless-sync yes

 

优点：

• 支持主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离
• 为了分载Master的读操作压力，Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务，写服务仍然必须由Master来完成
• Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求，这样可以有效的分载Master的同步压力。
• Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间，客户端仍然可以提交查询或修改请求。
• Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间，如果有客户端提交查询请求，Redis则返回同步之前的数据

缺点：

• Redis不具备自动容错和恢复功能，主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败，需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复。
• 主机宕机，宕机前有部分数据未能及时同步到从机，切换IP后还会引入数据不一致的问题，降低了系统的可用性。
• Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂

二、哨兵

当主数据库遇到异常中断服务后，开发者可以通过手动的方式选择一个从数据库来升格为主数据库，以使得系统能够继续提供服务。然而整个过程相对麻烦且需要人工介入，难以实现自动化。 为此，Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。
哨兵的作用就是监控redis主、从数据库是否正常运行，主出现故障自动将从数据库转换为主数据库。
例子：
1主2从1哨兵

redis-server --port 6379 
redis-server --port 6380 --slaveof 192.168.0.167 6379 
redis-server --port 6381 --slaveof 192.168.0.167 6379
哨兵配置文件 sentinel.conf 
 sentinel monitor mymaster 192.168.0.167 6379  1
这里的1代表1个哨兵

注：
配置哨兵监控一个系统时，只需要配置其监控主数据库即可，哨兵会自动发现所有复制该主数据库的从数据库

这样哨兵就能监控主6379和从6380、6381，一旦6379挂掉，哨兵就会在2个从中选择一个作为主，根据优先级选，如果一样就选个id小的，当6379再起来就作为从存在。

 

优点：

• 哨兵模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式都具有。
• 主从可以自动切换，系统更健壮，可用性更高。

缺点：

• Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。

 

三、集群(cluster-enable)

使用集群，只需要将每个数据库节点的cluster-enable配置打开即可。每个集群中至少需要三个主数据库才能正常运行。

即使使用哨兵，redis每个实例也是全量存储，每个redis存储的内容都是完整的数据，浪费内存且有木桶效应。为了最大化利用内存，可以采用集群，就是分布式存储。即每台redis存储不同的内容。
集群至少需要3主3从，且每个实例使用不同的配置文件，主从不用配置，集群会自己选。
修改每个实例的配置文件：

 cluster-enabled yes  --开启集群
 cluster-config-file nodes-6382.conf --集群配置文件名，
每个实例配置的要不同，redis会根据文件名自动新建

集群的运行

redis安装目录的src执行./redis-trib.rb create --replicas 1 
127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 
127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384 127.0.0.1:6385

在redis的每一个节点上，都有这么两个东西，一个是插槽（slot），它的的取值范围是：0-16383。还有一个就是cluster，可以理解为是一个集群管理的插件。当我们的存取的key到达的时候，redis会根据crc16的算法得出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作。

为了保证高可用，redis-cluster集群引入了主从模式，一个主节点对应一个或者多个从节点，当主节点宕机的时候，就会启用从节点。当其它主节点ping一个主节点A时，如果半数以上的主节点与A通信超时，那么认为主节点A宕机了。如果主节点A和它的从节点A1都宕机了，那么该集群就无法再提供服务了。