【Java进阶营】Redis 集群★★★

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1、搭建
2、故障恢复
3、jredis开发

阿K须知点：

操作集群的添加，查询（对应的插槽机），查看节点（cluseer nodes）都必须在主机上面操作。

一、搭建

1、解决两个问题

（1）容量不够，redis如何进行扩容？
（2）并发写操作， redis如何分摊？

另外，主从模式，薪火相传模式，主机宕机，导致ip地址发生变化，应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息。

之前通过代理主机来解决，但是redis3.0中提供了解决方案。就是无中心化集群配置

2、什么是集群

（1）Redis 集群实现了对Redis的水平扩容，即启动N个redis节点，将整个数据库分布存储在这N个节点中，每个节点存储总数据的1/N。
（2）Redis 集群通过分区（partition）来提供一定程度的可用性（availability）： 即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯， 集群也可以继续处理命令请求。

3、开撸（制作6个实例，6379,6380,6381,6389,6390,6391）

（1）删除持久化数据：将rdb,aof文件都删除掉。
rm -rf dump63*.rdb

[root@VM-0-13-centos ~]# cd /myredis
[root@VM-0-13-centos myredis]# ls
dump6379.rdb  dump6381.rdb    redis6380.conf  redis.conf
dump6380.rdb  redis6379.conf  redis6381.conf  sentinel.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# rm -rf dump63*.rdb
[root@VM-0-13-centos myredis]# ls
redis6379.conf  redis6380.conf  redis6381.conf  redis.conf  sentinel.conf

（2）配置基本信息

[root@VM-0-13-centos myredis]# cat redis6379.conf
include /myredis/redis.conf
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
port 6379
dbfilename "dump6379.rdb"

（3）添加配置信息
cluster-enabled yes 打开集群模式

cluster-config-file nodes-6379.conf 设定节点配置文件名

cluster-node-timeout 15000 设定节点失联时间，超过该时间（毫秒），集群自动进行主从切换。

[root@VM-0-13-centos myredis]# cat redis6379.conf
include /myredis/redis.conf
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
port 6379
dbfilename "dump6379.rdb"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000

（4）复制出其他五个节点的配置文件

cp redis6379.conf redis6380.conf
......
cp redis6379.conf redis6391.conf

（5）全局替换配置的端口号
vi 下运行 %s/6379/6380，其他几个以此类推

（6）启动6个节点服务

[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6379.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6380.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6381.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6389.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6390.conf
[root@VM-0-13-centos myredis]# redis-server redis6391.conf

（7）组合之前先确定6个节点实例启动成功，nodes-xxxx.conf文件都生成正常（合体前的检查）

[root@VM-0-13-centos myredis]# ll
total 144
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:13 nodes-6379.conf
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:13 nodes-6380.conf
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:13 nodes-6381.conf
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:13 nodes-6389.conf
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:14 nodes-6390.conf
-rw-r--r-- 1 root root   114 Dec  1 23:14 nodes-6391.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 22:55 redis6379.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 23:01 redis6380.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 23:01 redis6381.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 23:02 redis6389.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 23:02 redis6390.conf
-rw-r--r-- 1 root root   181 Dec  1 23:03 redis6391.conf
-rw-r--r-- 1 root root 92223 Nov 30 21:50 redis.conf
-rw-r--r-- 1 root root   392 Dec  1 20:27 sentinel.conf

（8）查看是否有 rb环境（合体前的检查）
切换到 cd /opt/redis-6.2.1/src

redis6.2.1及其以上是有封装这个环境，以下的版本需要自己装

（9）将6个节点合成一个集群（合体！）
以下命令要在cd /opt/redis-6.2.1/src目录下才能执行

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 172.16.0.13:6379 172.16.0.13:6380 172.16.0.13:6381 172.16.0.13:6389 172.16.0.13:6390 172.16.0.13:6391

此处不要用127.0.0.1， 请用真实IP地址
–replicas 1 采用最简单的方式配置集群，一台主机，一台从机，正好三组。

（10）登录：此时不能已普通方式登录，插入等操作会出重定向的问题
-c 采用集群策略连接，设置数据会自动切换到相应的写主机
redis-cli -c -p 6379

这里需要注意，保证6个端口都是开放的，否则运行后会超时.在此我向大家推荐一个架构学习交流圈。交流学习指导伪鑫：1253431195（里面有大量的面试题及答案）里面会分享一些资深架构师录制的视频录像：有Spring，MyBatis，Netty源码分析，高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理，JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源，目前受益良多

（11）通过 cluster nodes 命令查看集群信息

127.0.0.1:6380> CLUSTER NODES
e78e278a3cc33c4a865bad7ea86bb722b6afa7fe 172.16.0.13:6391@16391 slave ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 0 1638458289000 1 connected
ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 172.16.0.13:6379@16379 master - 0 1638458289779 1 connected 0-5460
a907d625a8b92a9ba429722cca79c94ad344ad88 172.16.0.13:6380@16380 myself,master - 0 1638458288000 2 connected 5461-10922
4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 172.16.0.13:6381@16381 master - 0 1638458290000 3 connected 10923-16383
bc322a21770479fb1488245e5a7f28ca7f417265 172.16.0.13:6389@16389 slave a907d625a8b92a9ba429722cca79c94ad344ad88 0 1638458291806 2 connected
f6fb7918b4823db8bd3555f45eb6a04c0425c254 172.16.0.13:6390@16390 slave 4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 0 1638458290781 3 connected

二、集群原理

（1）redis cluster 如何分配这六个节点?

一个集群至少要有三个主节点。

选项 --cluster-replicas 1 表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点。（一对一）

分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的IP地址，每个从库和主库不在一个IP地址上。

（2）什么是slots
一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot）， 数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个，
集群使用公式 CRC16(key) % 16384 来计算键 key 属于哪个槽， 其中 CRC16(key) 语句用于计算键 key 的 CRC16 校验和 。

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举个例子， 如果一个集群可以有主节点， 其中：
节点 A 负责处理 0 号至 5460 号插槽。
节点 B 负责处理 5461 号至 10922 号插槽。
节点 C 负责处理 10923 号至 16383 号插槽。

（3）在集群中录入值

在redis-cli每次录入、查询键值，redis都会计算出该key应该送往的插槽，如果不是该客户端对应服务器的插槽，redis会报错，并告知应前往的redis实例地址和端口。

redis-cli客户端提供了 –c 参数实现自动重定向。

如 redis-cli -c –p 6379 登入后，再录入、查询键值对可以自动重定向。

不在一个slot下的键值，是不能使用mget,mset等多键操作。

127.0.0.1:6380> mset k1 v1 k2 v2 ke v3
(error) CROSSSLOT Keys in request don't hash to the same slot

可以通过{}来定义组的概念，从而使key中{}内相同内容的键值对放到一个slot中去。

127.0.0.1:6380> mset name{user} jack age{user} 20
OK

（4）查询集群中的值
CLUSTER GETKEYSINSLOT 返回 count 个 slot 槽中的键。

127.0.0.1:6380> CLUSTER KEYSLOT user
(integer) 5474
127.0.0.1:6380> CLUSTER COUNTKEYSINSLOT 5474
(integer) 2
127.0.0.1:6380> CLUSTER GETKEYSINSLOT 5474 2
1) "age{user}"
2) "name{user}"

三、故障恢复

1、如果主节点下线？

从节点能否自动升为主节点？注意：15秒超时
原本是 6380主机的 从机 6389上位了

[root@VM-0-13-centos ~]# redis-cli -c -p  6380
127.0.0.1:6380> shutdown
not connected> exit
[root@VM-0-13-centos ~]# ps -ef|grep redis
root     19658     1  0 14:40 ?        00:00:50 redis-server *:6381 [cluster]
root     19664     1  0 14:40 ?        00:00:49 redis-server *:6389 [cluster]
root     19670     1  0 14:41 ?        00:00:49 redis-server *:6390 [cluster]
root     19676     1  0 14:41 ?        00:00:49 redis-server *:6391 [cluster]
root     19686     1  0 14:42 ?        00:00:50 redis-server *:6379 [cluster]
root     19739 19610  0 14:57 pts/1    00:00:00 redis-cli -c -p 6379
root     24776 24515  0 23:34 pts/0    00:00:00 grep --color=auto redis
[root@VM-0-13-centos ~]# redis-cli -c -p  6381
127.0.0.1:6381> cluster nodes
ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 172.16.0.13:6379@16379 master - 0 1638459347964 1 connected 0-5460
4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 172.16.0.13:6381@16381 myself,master - 0 1638459348000 3 connected 10923-16383
f6fb7918b4823db8bd3555f45eb6a04c0425c254 172.16.0.13:6390@16390 slave 4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 0 1638459348000 3 connected
bc322a21770479fb1488245e5a7f28ca7f417265 172.16.0.13:6389@16389 master - 0 1638459348989 7 connected 5461-10922
e78e278a3cc33c4a865bad7ea86bb722b6afa7fe 172.16.0.13:6391@16391 slave ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 0 1638459347000 1 connected
a907d625a8b92a9ba429722cca79c94ad344ad88 172.16.0.13:6380@16380 master,fail - 1638459257471 1638459254000 2 disconnected

2、主节点恢复后，主从关系会如何？

主节点回来变成从机。

[root@VM-0-13-centos ~]# redis-server /myredis/redis6380.conf
[root@VM-0-13-centos ~]# redis-cli -c -p 6389
127.0.0.1:6389> cluster nodes
a907d625a8b92a9ba429722cca79c94ad344ad88 :0@0 master,fail,noaddr - 1638459258445 1638459254000 2 disconnected
e78e278a3cc33c4a865bad7ea86bb722b6afa7fe 172.16.0.13:6391@16391 slave ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 0 1638459799000 1 connected
ef3ba51385b31592b3acd21c51ca9f9050b23fbd 172.16.0.13:6379@16379 master - 0 1638459798000 1 connected 0-5460
4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 172.16.0.13:6381@16381 master - 0 1638459800592 3 connected 10923-16383
f6fb7918b4823db8bd3555f45eb6a04c0425c254 172.16.0.13:6390@16390 slave 4938a160c0fc0fdb6dc5e3f212dafaeb32793176 0 1638459799578 3 connected
bc322a21770479fb1488245e5a7f28ca7f417265 172.16.0.13:6389@16389 myself,master - 0 1638459799000 7 connected 5461-10922

3、如果所有某一段插槽的主从节点都宕掉，redis服务是否还能继续?

如果某一段插槽的主从都挂掉，而cluster-require-full-coverage 为yes ，那么 ，整个集群都挂掉.在此我向大家推荐一个架构学习交流圈。交流学习指导伪鑫：1253431195（里面有大量的面试题及答案）里面会分享一些资深架构师录制的视频录像：有Spring，MyBatis，Netty源码分析，高并发、高性能、分布式、微服务架构的原理，JVM性能优化、分布式架构等这些成为架构师必备的知识体系。还能领取免费的学习资源，目前受益良多

如果某一段插槽的主从都挂掉，而cluster-require-full-coverage 为no ，那么，该插槽数据全都不能使用，也无法存储，但是整个集群还可以用。

redis.conf中的参数 cluster-require-full-coverage

查看 参数情况：config get cluster-require-full-coverage

127.0.0.1:6389> config get cluster-require-full-coverage
1) "cluster-require-full-coverage"
2) "yes"

四、jredis开发

1、说明

即使连接的不是主机，集群会自动切换主机存储。主机写，从机读。
无中心化主从集群。无论从哪台主机写的数据，其他主机上都能读到数据。

2、代码

    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        HostAndPort hostAndPort = new HostAndPort ("172.16.0.13",6390);
        JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster (hostAndPort);

        // 操作
        jedisCluster.set ("bb1","vv1");
        String value = jedisCluster.get ("bb1");
        System.out.println (value );

        jedisCluster.close ();
    }

3、Redis 集群提供了以下好处

（1）实现扩容
（2）分摊压力
（3）无中心配置相对简单

4、缺点

（1）多键操作是不被支持的
（2）多键的Redis事务是不被支持的。lua脚本不被支持
（3）由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至redis cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。

端口开放

1、开启防火墙 
    systemctl start firewalld

2、开放指定端口
      firewall-cmd --zone=public --add-port=1935/tcp --permanent
 命令含义：
--zone #作用域
--add-port=1935/tcp  #添加端口，格式为：端口/通讯协议
--permanent  #永久生效，没有此参数重启后失效

3、重启防火墙
      firewall-cmd --reload

4、查看端口号
netstat -ntlp   //查看当前所有tcp端口·

netstat -ntulp |grep 1935   //查看所有1935端口使用情况·