只要十分钟！带你了解Redis Cluster
概述
Redis3.0开始引入了去中心化分片集群Redis Cluster。
传统的Redis集群是基于主从复制+哨兵的方式来实现的。但是集群中都只有一个主节点提供写服务。
Redis Cluster则采用多主多从的方式，支持开启多个主节点，每个主节点上可以挂载多个从节点。
Cluster会将数据进行分片，将数据分散到多个主节点上，而每个主节点都可以对外提供读写服务。这种做法使得Redis突破了单机内存大小限制，扩展了集群的存储容量。并且Redis Cluster也具备高可用性，因为每个主节点上都至少有一个从节点，当主节点挂掉时，Redis Cluster 的故障转移机制会将某个从节点切换为主节点。
Redis Cluster是一个去中心化的集群，每个节点都会与其他节点保持互连，使用gossip协议来交换彼此的信息，以及探测新加入的节点信息。并且Redis Cluster无需任何代理，客户端会直接与集群中的节点直连。
分片方式
方案1：哈希取模
这种方式就类似我们使用HashMap时选址的方式，只要hash计算出来的值够散列，那么每个key都可以均匀的分散到N个节点上。
但是它存在的问题就是，如果要扩容或缩容，会导致key重新计算存储位置，从而导致缓存失效。
方案2：一致性哈希
一致性哈希算法将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环，其范围为0 ~ 2^32-1，如下图所示：
一致性哈希算法的原理：
我们会先对Key计算它的hash值，从而确定它在环上的位置。然后从该位置沿着环顺指针地走，找到的第一个节点，便是这个Key应该存放的服务器节点的位置。
当我们向集群中增加或减少节点时，就无需像哈希取模算法那样，对整个集群Key的位置进行重新计算。一致性哈希算法将增减节点的影响限制在相邻的节点上，比如：我们在node2与node4之间增加一个节点node5，则只有node4中的一部分数据会迁移到新增节点上；如果我们想要将node4节点置为下线状态，则node4节点的数据只会迁移到node3中，其他节点无影响。如下图所示：
一致性哈希算法的缺点：
当节点比较少时，增删节点对单个节点的影响会很大，从而导致出现数据不均衡的情况。拿上图来举例，当我们删除任意一个节点，都会导致集群中的某一个节点的数据量由总数据的
1/4变为1/2。
方案3：哈希槽
该方案在一致性哈希的理论基础上，引入了虚拟节点这一概念。原本是由实际节点来“抢占”哈希环的位置，现在则是将虚拟节点分配给实际节点，然后由虚拟节点来抢占。如下图所示：
在引入了虚拟节点这一概念后，数据到实际节点的映射关系就变成了数据到虚拟节点，再由虚拟节点到实际节点了。Redis 集群便是采用了这种方案。一个集群包含16384个哈希槽（hash slot）也就是16384个虚拟节点。譬如，我们的集群有三个节点，那么：
- Master1节点负责处理
0～5460号slot- Master2节点负责处理
5461～10922号slot- Master3节点负责处理
10923～16383号slot
当我们在集群中新增了一个节点Master4，那么集群只需要将Master1，Master2，Master3中负责的一部分hash slot分配给Master4节点就可以了；
如果要移除某一个节点，也只需要将该节点负责的hash slot分配给其他的节点即可。这样集群便实现了良好的可扩容性。同时，由于存在16384个虚拟节点，那么这些hash slot在哈希环上可以分布均匀，从而实现负载均衡。
搭建集群（3主3从）
由于Redis Cluster要求必须要至少6个节点，所以我们就以配置3主3从为例：
修改redis-6390.conf~redis-6395.conf配置文件
# 配置集群节点对应的端口号(分别为6390，6391，6392，6393，6394，6395)
port 6390
# 守护进程开启
daemonize yes
# 关闭保护模式
protected-mode no
# 将集群开启
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6390.conf(分别为6390，6391，6392，6393，6394，6395)启动集群中redis服务
分配主从（--cluster-replicas 1表示创建一主一从）
./redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6390 127.0.0.1:6391 127.0.0.1:6392 127.0.0.1:6393 127.0.0.1:6394 127.0.0.1:6395 --cluster-replicas 1
执行完毕结果如下所示：
我们来登录6390，看看他在集群中的角色信息是什么
我们在6390客户端中添加一条记录，我们发现，它根据key值确认了slot=12965，然后将数据存储到了6392这个节点上，并且客户端也切换为6392了
部署过程中可能出现的异常
配置完集群后，可能会报如下错误，这说明16384个槽位没有分配完
我们通过如下指令就可以进行检查和修复
redis-cli --cluster check 172.17.0.2:6379 redis-cli --cluster fix 172.17.0.2:6379 #官方修复功能
修复后的结果如下所示：
今天的文章内容就这些了：
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