Redis集群搭建

Redis集群实现

1 Redis集群

1.1 为什么要搭建集群

通常，为了提高网站响应速度，总是把热点数据保存在内存中而不是直接从后端数据库中读取。
Redis是一个很好的Cache工具。大型网站应用，热点数据量往往巨大，几十G上百G是很正常的事儿。
由于内存大小的限制，使用一台 Redis 实例显然无法满足需求，这时就需要使用多台 Redis作为缓存数据库。但是如何保证数据存储的一致性呢,这时就需要搭建redis集群.采用合理的机制,保证用户的正常的访问需求.
采用redis集群,可以保证数据分散存储,同时保证数据存储的一致性.并且在内部实现高可用的机制.实现了服务故障的自动迁移.

1.2 集群搭建计划

主从划分:
3台主机 3台从机共6台 端口划分7000-7005

2 集群搭建

2.1 准备集群文件夹

1.准备集群文件夹

Mkdir cluster

2.在cluster文件夹中分别创建7000-7005文件夹

2.2 复制配置文件

说明:
将redis根目录中的redis.conf文件复制到cluster/7000/ 并以原名保存
cp redis.conf cluster/7000/

2.3 编辑配置文件

1. 注释本地绑定IP地址
   

2. 关闭保护模式
   

3. 修改端口号
   

4. 启动后台启动
   

5. 修改pid文件 pid是服务进程号
   

6. 修改持久化文件路径 dir目录的存储路径
   

7. 设定内存优化策略 (可以从517复制)
   

8. 关闭AOF模式
   

9. 开启集群配置
   

10. 开启集群配置文件
    

11. 修改集群超时时间
    

2.4 复制修改后的配置文件

说明:将7000文件夹下的redis.conf文件分别复制到7001-7005中

[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7001/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7002/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7003/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7004/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7005/

2.5 批量修改

说明:分别将7001-7005文件中的7000改为对应的端口号的名称,
修改时注意方向键的使用
%s查找7000替换成7001 g表示全部替换

2.6 通过脚本编辑启动/关闭指令

1. 创建启动脚本 vim start.sh
   
2. 编辑关闭的脚本 vim shutdown.sh
   

3.启动redis节点

sh start.sh

4.检查redis节点启动是否正常

2.7 创建redis集群

#5.0版本执行 使用C语言内部管理集群
#redis-cli(进入客户端)  --cluster(开始集群操作)  create(创建集群)  --cluster-replicas 1(每一台主机后跟几个从机,这里写1是一主一从)
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.35.130:7000 
					192.168.35.130:7001 192.168.35.130:7002 192.168.35.130:7003 
					192.168.35.130:7004 192.168.35.130:7005

2.8 Redis集群高可用测试

1. 关闭redis主机.检查是否自动实现故障迁移.
2. 再次启动关闭的主机.检查是否能够实现自动的挂载.
   一般情况下 能够实现主从挂载
   个别情况: 宕机后的节点重启,可能挂载到其他主节点中(7001-7002) 正确的
   如果reids的主从挂载7000是7001的主机 7000宕机 7001就会变为主机 等7000重启后 会变成7001的从机
   

3 Redis集群原理

3.1 Redis集群高可用推选原理

原理说明:
Redis的所有节点都会保存当前redis集群中的全部主从状态信息.并且每个节点都能够相互通信.当一个节点发生宕机现象.则集群中的其他节点通过PING-PONG检测机制检查Redis节点是否宕机.当有半数以上的节点认为宕机.则认为主节点宕机.同时由Redis剩余的主节点进入选举机制.投票选举链接宕机的主节点的从机.实现故障迁移.

3.2 Redis集群宕机条件

特点:集群中如果主机宕机,那么从机可以继续提供服务,
当主机中没有从机时,则向其它主机借用多余的从机.继续提供服务.如果主机宕机时没有从机可用,则集群崩溃.
答案:9个redis节点,节点宕机5-7次时集群才崩溃.

3.3 Redis hash槽存储数据原理

说明: RedisCluster采用此分区，所有的键根据哈希函数(CRC16[key]%16384)映射到0－16383槽内，共16384个槽位，每个节点维护部分槽及槽所映射的键值数据.根据主节点的个数,均衡划分区间.
算法:哈希函数: Hash()=CRC16[key]%16384

当向redis集群中插入数据时,首先将key进行计算.之后将计算结果匹配到具体的某一个槽的区间内,之后再将数据set到管理该槽的节点中.

3.4 集群宕机条件

宕机条件: 如果节点主机数量缺失,则集群崩溃.
案例1: 1主1从.现在→ 3台主机/3台从机 共6台redis. 问至少宕机几台 集群崩溃??? 2台

案例2: 1主2从.现在→ 3台主机/6台从机 共9台redis. 问至少宕机几台 集群崩溃??? 5台

 1主3从  3台主机/9台从机   共12台redis    问至少宕机几台 集群崩溃???    8台

4.关于集群搭建错误说明

4.1 关闭redis集群

4.2 删除多余的配置文件

4.3 重启redis

4.4 搭建redis集群

5.Redis集群入门案例(springboot)

 /**
     * Redis集群测试
     *
     */
    @Test
    public void testRedisCluster(){
        Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7000));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7001));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7002));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7003));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7004));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.126.129", 7005));
        JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(nodes);
        jedisCluster.set("aa", "redis集群测试");
        System.out.println("获取数据:"+jedisCluster.get("aa"));
    }

5.1 编辑配置文件

redis.nodes=192.168.126.129:7000,192.168.126.129:7001,192.168.126.129:7002,
			192.168.126.129:7003,192.168.126.129:7004,192.168.126.129:7005

5.2 编辑Redis集群配置类

@Configuration  //标识为一个配置类, 一般整合第三方
@PropertySource("classpath:/properties/redis.properties")
public class RedisConfig {

    @Value("${redis.nodes}")
    private String nodes;       //node,node,node

    @Bean
    public JedisCluster jedisCluster(){
        Set<HostAndPort> nodeSet = new HashSet<>();
        String[] nodeArray = nodes.split(",");
        for (String node : nodeArray){
            String host = node.split(":")[0];
            int port = Integer.parseInt(node.split(":")[1]);
            HostAndPort hostAndPort = new HostAndPort(host,port);
            nodeSet.add(hostAndPort);
        }
        JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
        jedisPoolConfig.setMinIdle(10);
        jedisPoolConfig.setMaxIdle(40);
        jedisPoolConfig.setMaxTotal(1000);
        return new JedisCluster(nodeSet,jedisPoolConfig);
    }
}

5.3编辑Redis AOP

6.面试题说明

1). 如果分区对不同的key hash(key1)= 3000 hash(key2)=3000 问? 算法是否有误? 是否影响数据的存取?
A 不影响
执行过程:
存:key1/key2 都归第一个主机node进行管理. redis.set(key1,value1), redis.set(key2,value2);
取: key1 hash(key1)=3000 找到node 进行取值操作 redis.get(key1) 结果一定正确

2). redis集群中最多存储16384个数据!!! :错!!
16384只是hash槽位的个数,与存储数量没有必然的联系. 能存储多少 完全由redis内存决定.

3). redis集群中主机的数量有没有要求??? A : 3-16384台