redis实战

Redis 客户端

• 客户端通信原理
  客户端和服务器通过 TCP 连接来进行数据交互， 服务器默认的端口号为 6379 ，客户端和服务器发送的命令或数据一律以 \r\n （CRLF 回车+换行）结尾

客户端跟 Redis 之间使用一种特殊的编码格式（在 AOF 文件里面我们看到了），叫做 Redis Serialization Protocol (Redis 序列化协议)

特点：容易实现、解析快、可读性强，客户端发给服务端的消息需要经过编码，服务端收到之后会按约定进行解码，反之亦然

我们可以根据以下步骤自己实现一个 Redis 客户端
1、建立 Socket 连接
2、OutputStream 写入数据（发送到服务端）
3、InputStream 读取数据（从服务端接口）

官网推荐的 Java 客户端有 3 个： Jedis，Redisson 和 Luttuce

Jedis ：A blazingly small and sane redis java client

lettuce：Advanced Redis client for thread-safe sync, async, and reactive usage. Supports Cluster, Sentinel,Pipelining, and codecs.

Redisson：distributed and scalable Java data structures on top of Redis server

Spring 连接 Redis 用的是什么？
RedisConnectionFactory 接口支持多种实现，例如 ：JedisConnectionFactory 、 JredisConnectionFactory 、LettuceConnectionFactory、SrpConnectionFactory

• Jedis

1、特点
Jedis 是我们最熟悉和最常用的客户端，轻量，简洁，便于集成和改造

public static void main(String[] args) {
    Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
    jedis.set("vincent", "18");
    System.out.println(jedis.get("vincent"));
    jedis.close();
}

Jedis 多个线程使用一个连接的时候线程不安全，可以使用连接池，为每个请求创建不同的连接，基于 Apache common pool 实现，跟数据库一样，可以设置最大连接数等参数

Jedis 中有多种连接池的子类：
eg：

public static void main(String[] args) {
    JedisPool pool = new JedisPool(ip, port);
    Jedis jedis = jedisPool.getResource();
    ...
}

Jedis 有 4 种工作模式：单节点、分片、哨兵、集群
3 种请求模式：Client、Pipeline、事务

Client 模式：客户端发送一个命令，阻塞等待服务端执行，然后读取 返回结果

Pipeline模式：一次性发送多个命令，最后一次取回所有的返回结果，这种模式通过减少网络的往返时间和 io 读写次数，大幅度提高通信性能

事务(Transaction)模式：开启 Redis 的事务管理，事务模式开启后，所有的命令（除了 exec，discard，multi 和 watch）到达服务端以后不会立即执行，会进入一个等待队列

2、Sentinel获取连接原理(源码解析，遍历查找)
Jedis 连接 Sentinel 的时候，我们配置的是全部哨兵的地址，Sentinel 是如何返回可用的 master 地址的呢？

在构造方法中：
pool = new JedisSentinelPool(masterName, sentinels);

调用了：
HostAndPort master = initSentinels(sentinels, masterName);

查看：

private HostAndPort initSentinels(Set sentinels, final String masterName) {
​
    HostAndPort master = null;
    boolean sentinelAvailable = false;
​
    log.info("Trying to find master from available Sentinels...");
    // 有多个 sentinels,遍历这些sentinels
    for (String sentinel : sentinels) {
        // host:port 表示的 sentinel 地址转化为一个 HostAndPort 对象。
        final HostAndPort hap = HostAndPort.parseString(sentinel);
​
        log.fine("Connecting to Sentinel " + hap);
​
        Jedis jedis = null;
        try {
            // 连接到 sentinel
            jedis = new Jedis(hap.getHost(), hap.getPort());
            // 根据 masterName 得到 master 的地址，返回一个 list，host= list[0], port =// list[1]
            List masterAddr = jedis.sentinelGetMasterAddrByName(masterName);
​
            // connected to sentinel...
            sentinelAvailable = true;
​
            if (masterAddr == null || masterAddr.size() != 2) {
            log.warning("Can not get master addr, master name: " + masterName + ". Sentinel: " + hap+ ".");
            continue;
        }
        // 如果在任何一个 sentinel 中找到了 master，不再遍历 sentinels
        master = toHostAndPort(masterAddr);
        log.fine("Found Redis master at " + master);
        break;
    } catch (JedisException e) {
        // resolves #1036, it should handle JedisException there's another chance
        // of raising JedisDataException
        log.warning("Cannot get master address from sentinel running @ " + hap + ". Reason: " + e+ ". Trying next one.");
    } finally {
        if (jedis != null) {
            jedis.close();
        }
    }
}

    // 到这里，如果 master 为 null，则说明有两种情况，一种是所有的 sentinels 节点都 down 掉了，一种是 master节点没有被存活的 sentinels 监控到
    if (master == null) {
        if (sentinelAvailable) {
        // can connect to sentinel, but master name seems to not
        // monitored
        throw new JedisException("Can connect to sentinel, but " + masterName+ " seems to be not monitored...");
        } else {
            throw new JedisConnectionException("All sentinels down, cannot determine where is "+ masterName + " master is running...");
        }
    }
    // 如果走到这里，说明找到了 master 的地址
    log.info("Redis master running at " + master + ", starting Sentinel listeners...");
    // 启动对每个 sentinels 的监听为每个 sentinel 都启动了一个监听者 MasterListener，MasterListener 本身是一个线程，它会去订阅 sentinel 上关于 master 节点地址改变的消息
    for (String sentinel : sentinels) {
        final HostAndPort hap = HostAndPort.parseString(sentinel);
        MasterListener masterListener = new MasterListener(masterName, hap.getHost(), hap.getPort());
        // whether MasterListener threads are alive or not, process can be stopped
        masterListener.setDaemon(true);
        masterListeners.add(masterListener);
        masterListener.start();
    }
​
    return master;
}

3、Cluster获取连接原理
使用 Jedis 连接 Cluster 的时候，我们只需要连接到任意一个或者多个 redisgroup 中的实例地址，那我们是怎么获取到需要操作的 Redis Master 实例的？
关键问题：在于如何存储 slot 和 Redis 连接池的关系

1）程序启动初始化集群环境，读取配置文件中的节点配置，无论是主从，无论多少个，只拿第一个，获取 redis 连接实例（后面有个 break）

//redis.clients.jedis.JedisClusterConnectionHandler#initializeSlotsCache
private void initializeSlotsCache(Set startNodes, GenericObjectPoolConfig poolConfig, String password){
    for (HostAndPort hostAndPort : startNodes) {
        // 获取一个 Jedis 实例
        Jedis jedis = new Jedis(hostAndPort.getHost(),       hostAndPort.getPort());
        if (password != null) {
             jedis.auth(password);
        }
        try {
            // 获取 Redis 节点和 Slot 虚拟槽
            cache.discoverClusterNodesAndSlots(jedis);
            // 直接跳出循环
            break;
        } catch (JedisConnectionException e) {
            // try next nodes
        } finally {
            if (jedis != null) {
                jedis.close();
            }
        }
}

2）用获取的 redis 连接实例执行 clusterSlots ()方法，实际执行 redis 服务端 cluster slots 命令，获取虚拟槽信息

该集合的基本信息为[long, long, List, List], 第一，二个元素是该节点负责槽点的起始位置，第三个元素是主节点信息，第四个元素为主节点对应的从节点信息，该 list 的基本信息为[string,int,string],第一个为 host 信息，第二个为 port 信息，第三个为唯一id

3）获取有关节点的槽点信息后，调用getAssignedSlotArray(slotinfo)来获取所有的槽点值

4）再获取主节点的地址信息，调用 generateHostAndPort(hostInfo)方法，生成一个 ostAndPort 对象

5）再根据节点地址信息来设置节点对应的 JedisPool，即设置 Map nodes 的值

接下来判断若此时节点信息为主节点信息时，则调用assignSlotsToNodes 方法，设置每个槽点值对应的连接池，即设置 Map slots 的值

#redis.clients.jedis.JedisClusterInfoCache#discoverClusterNodesAndSlots
public void discoverClusterNodesAndSlots(Jedis jedis) {
    w.lock();
    try {
        reset();
        // 获取节点集合
        List