超詳細(xì)，多圖文介紹redis集群方式并搭建redis偽集群

超多圖文循诉，對(duì)新手友好度極好横辆。敲命令的過(guò)程中，難免會(huì)敲錯(cuò)茄猫，但為了截好一張合適的圖狈蚤，一旦出現(xiàn)一點(diǎn)問(wèn)題，為了好的演示效果划纽，就要從頭開(kāi)始敲脆侮。且看且珍惜。

再認(rèn)識(shí)redis集群前勇劣，若想先知道redis單機(jī)版的可查看靖避，springboot整合redis潭枣。好了，下面開(kāi)始了幻捏。

每個(gè)redis實(shí)例可稱(chēng)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)盆犁，安裝redis并以默認(rèn)端口啟動(dòng)是節(jié)點(diǎn)，不關(guān)閉篡九，以另一個(gè)端口啟動(dòng)蚣抗，是一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。在另一臺(tái)機(jī)器安裝redis并啟動(dòng)瓮下，也是一個(gè)新節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)分為主節(jié)點(diǎn) (master) 钝域，從節(jié)點(diǎn) (slave) 讽坏，數(shù)據(jù)從主節(jié)點(diǎn)向多個(gè)從節(jié)點(diǎn)上同步 。

redis3.0開(kāi)始支持集群例证，redis集群是沒(méi)有統(tǒng)一的入口的路呜，客戶(hù)端（client）連接集群的時(shí)候連接集群中的任意節(jié)點(diǎn)（node）即可，集群內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)是相互通信的（PING-PONG機(jī)制）织咧。

@[toc]

一胀葱，集群方式

1，主從模式

一個(gè)master可以擁有多個(gè)slave笙蒙，但是一個(gè)slave只能對(duì)應(yīng)一個(gè)master抵屿。這樣，當(dāng)某個(gè)slave掛了不影響其他slave的讀和master的讀和寫(xiě)捅位，重新啟動(dòng)后會(huì)轧葛，數(shù)據(jù)會(huì)從master上同步過(guò)來(lái)。

在主從模式下艇搀，因?yàn)橹挥幸粋€(gè)主節(jié)點(diǎn)可以寫(xiě)尿扯，而主，從節(jié)點(diǎn)都可以讀焰雕，所以通常主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)寫(xiě)衷笋，從節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)讀。

redis主從模式_lgx211

但是矩屁，當(dāng)唯一的master掛了以后辟宗，雖然這樣并不影響slave的讀，但redis也不再提供寫(xiě)服務(wù)档插，需要將master重啟后慢蜓，redis才重新對(duì)外提供寫(xiě)服務(wù)。

2郭膛，Sentinel模式

sentinel模式是建立在主從模式的基礎(chǔ)上晨抡，避免單個(gè)master掛了以后，redis不能提供寫(xiě)服務(wù)。因?yàn)閺墓?jié)點(diǎn)上備份了主節(jié)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)耘柱，那么當(dāng)master掛了以后如捅，sentinel會(huì)在slave中選擇一個(gè)做為master，并修改它們的配置文件调煎，其他slave的配置文件也會(huì)被修改镜遣，比如slaveof屬性會(huì)指向新的master，比如之前配置的密碼士袄。此時(shí)悲关，客戶(hù)端就不是直接連接Redis，而是連接sentinel的ip和port娄柳，由sentinel來(lái)提供具體Redis服務(wù)寓辱。

Sentinel模式_lgx211

把之前掛了的master重新啟動(dòng)后，它將不再是master而是做為slave接收新的master的同步數(shù)據(jù)赤拒。

3秫筏，Cluster模式

Cluster模式是建立在Sentinel模式的基礎(chǔ)上的，當(dāng)數(shù)據(jù)多到需要?jiǎng)討B(tài)擴(kuò)容的時(shí)候挎挖，前面兩種就不行了这敬，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，根據(jù)一定的規(guī)則把redis數(shù)據(jù)分配到多臺(tái)機(jī)器蕉朵。

Cluster模式_lgx211

該模式就支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容崔涂，可以在線增加或刪除節(jié)點(diǎn)，而且客戶(hù)端可以連接任何一個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行讀寫(xiě)墓造，不過(guò)此時(shí)的從節(jié)點(diǎn)僅僅只是備份的作用堪伍。至于為何能做到動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，主要是因?yàn)镽edis 集群沒(méi)有使用一致性hash, 而是使用的哈希槽觅闽。Redis 集群會(huì)有16384個(gè)哈希槽帝雇，每個(gè)key通過(guò)CRC16校驗(yàn)后對(duì)16384取模來(lái)決定放置哪個(gè)槽，而集群的每個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)一部分hash槽蛉拙。

那么這樣就很容易添加或者刪除節(jié)點(diǎn)尸闸， 比如如果我想新添加個(gè)新節(jié)點(diǎn)， 我只需要從已有的節(jié)點(diǎn)中得部分槽到過(guò)來(lái)孕锄；如果我想移除某個(gè)節(jié)點(diǎn)吮廉，就只需要將該節(jié)點(diǎn)的槽移到其它節(jié)點(diǎn)上，然后將沒(méi)有任何槽的A節(jié)點(diǎn)從集群中移除即可畸肆。由于從一個(gè)節(jié)點(diǎn)將哈希槽移動(dòng)到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)并不會(huì)停止服務(wù)宦芦，所以無(wú)論添加刪除或者改變某個(gè)節(jié)點(diǎn)的哈希槽的數(shù)量都不會(huì)造成集群不可用的狀態(tài)。

需要注意的是轴脐，該模式下不支持同時(shí)處理多個(gè)key（如MSET/MGET）调卑，因?yàn)閞edis需要把key均勻分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上抡砂，并發(fā)量很高的情況下同時(shí)創(chuàng)建key-value會(huì)降低性能并導(dǎo)致不可預(yù)測(cè)的行為。

二恬涧，搭建集群

這里就直接搭建較為復(fù)雜的Cluster模式集群注益，也是企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用最多的。

1溯捆，準(zhǔn)備工作

Linux可以連接外網(wǎng)丑搔，有wget（用于在線下載redis），系統(tǒng)安裝好gcc環(huán)境提揍，（不然編譯redis會(huì)報(bào)錯(cuò)）啤月。

2，下載劳跃、解壓顽冶、移到指定目錄，編譯Redis

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.4.tar.gz
tar xzf redis-5.0.4.tar.gz
mv redis-5.0.4  /usr/local/redis
cd /usr/local/redis/redis-5.0.4
make
make install

安裝完成售碳，在/usr/local/bin/目錄下就會(huì)看見(jiàn)

在這里插入圖片描述

3，建redis各節(jié)點(diǎn)目錄

mkdir /usr/local/redis-cluster
cd /usr/local/redis-cluster
mkdir -p 9001/data 9002/data 9003/data 9004/data 9005/data 9006/data
mkdir bin

最終目錄結(jié)構(gòu)如下

在這里插入圖片描述

4绞呈，redis集群的運(yùn)行腳本

把之前安裝好的redis的src目錄下運(yùn)行腳本拷貝過(guò)來(lái)贸人，每個(gè)redis版本的運(yùn)行腳本有細(xì)微差異，請(qǐng)以你自己的版本為準(zhǔn)佃声，就是下圖綠色部分艺智。

cd /usr/local/redis/redis-5.0.4/src
cp  mkreleasehdr.sh redis-benchmark redis-check-aof  redis-check-rdb redis-cli redis-sentinel redis-server redis-trib.rb /usr/local/redis-cluster/bin

在這里插入圖片描述

最終效果如下圖所示

在這里插入圖片描述

5，批量復(fù)制redis實(shí)例

cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9001
cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9002
cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9003
cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9004
cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9005
cp /usr/local/redis/redis-5.0.4/* /usr/local/redis-cluster/9006

最終效果圖如下所示

在這里插入圖片描述

6圾亏，逐個(gè)修改redis配置

以 9001 的為例子十拣，其余五個(gè)類(lèi)似。

cd /usr/local/redis-cluster/9001
vi redis.conf

在這里插入圖片描述

• bind 192.168.119.128（綁定當(dāng)前電腦的 IP曹铃，這是我虛擬機(jī)的缰趋，你綁定成你虛擬機(jī)的ip）
• port 9001（因?yàn)槲疫@是一臺(tái)機(jī)器運(yùn)行6個(gè)redis實(shí)例，所以要啟動(dòng)6個(gè)實(shí)例陕见，得為它配置6個(gè)不同的端口秘血，若你是6臺(tái)機(jī)器，默認(rèn)的端口就行评甜，無(wú)需更改）
• daemonize yes（這是設(shè)置是否后臺(tái)啟動(dòng) Redis灰粮，默認(rèn) no 告希，但是生產(chǎn)環(huán)境肯定要默認(rèn)就開(kāi)啟 Redis锤躁，所以這里設(shè)置為 yes 。）
• pidfile /var/run/redis_9001.pid（_9001這個(gè)一定要和第一個(gè)配置的端口一樣）
• dir /usr/local/redis-cluster/9001/data/（數(shù)據(jù)文件存放位置绰疤，我換成指定目錄下存放）
• appendonly yes
• cluster-enabled yes（啟動(dòng)集群模式）
• cluster-config-file nodes9001.conf（9001這個(gè)也要和之前的端口對(duì)應(yīng)）
• cluster-node-timeout 15000（超時(shí)時(shí)間）
  
  在這里插入圖片描述
  
  完成以上修改，Esc退出編輯模式蓖乘，輸入:wq 保存并退出锤悄。 類(lèi)似同樣的操作操作再來(lái)五次。

若是對(duì)redis的配置文件有興趣嘉抒，我在學(xué)習(xí)的過(guò)程中找到個(gè)詳細(xì)的翻譯版零聚，可點(diǎn)擊鏈接進(jìn)去學(xué)習(xí)。

redis配置中文翻譯

7些侍，逐個(gè)啟動(dòng)redis節(jié)點(diǎn)

cd /usr/local/redis-cluster
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9001/redis.conf 
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9002/redis.conf 
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9003/redis.conf 
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9004/redis.conf 
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9005/redis.conf 
/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9006/redis.conf

運(yùn)行效果如圖所示

在這里插入圖片描述

現(xiàn)在檢查一下是否成功開(kāi)啟隶症，如下圖所示，都開(kāi)啟成功岗宣。

ps -el | grep redis

在這里插入圖片描述

8蚂会，搭建集群

此時(shí)的節(jié)點(diǎn)雖然都啟動(dòng)成功了，但他們還不在一個(gè)集群里面耗式，不能互相發(fā)現(xiàn)胁住，測(cè)試會(huì)報(bào)錯(cuò)：(error) CLUSTERDOWN Hash slot not served。

/usr/local/redis-cluster/bin/redis-cli -h 192.168.119.128 -p 9001
keys *
set name mafly

如下圖所示

在這里插入圖片描述

解決報(bào)錯(cuò)刊咳，如果你是redis5.0以前的彪见，你需要安裝集群所需的ruby相關(guān)依賴(lài)

yum install ruby
yum install rubygems
cd /usr/local/redis-cluster/
gem install redis

這步若安裝報(bào)錯(cuò)，請(qǐng)查看Could not find a valid gem 'redis'

如果你是redis5.0及之后的娱挨，無(wú)需安裝ruby依賴(lài)余指，redis安裝目錄里內(nèi)置了集群命令行工具 redis-trib ，它是一個(gè) Ruby 程序跷坝， 這個(gè)程序通過(guò)向?qū)嵗l(fā)送特殊命令來(lái)完成創(chuàng)建新集群酵镜， 檢查集群， 或者對(duì)集群進(jìn)行重新分片工作柴钻。

redis-cli --cluster create 192.168.119.128:9001 192.168.119.128:9002 192.168.119.128:9003 192.168.119.128:9004 192.168.119.128:9005 192.168.119.128:9006 --cluster-replicas 1

--cluster-replicas 1 這個(gè)指的是從機(jī)的數(shù)量淮韭，表示我們希望為集群中的每個(gè)主節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)從節(jié)點(diǎn)。

紅色選框是給三個(gè)主節(jié)點(diǎn)分配的共16384個(gè)槽點(diǎn)贴届。

黃色選框是主從節(jié)點(diǎn)的分配情況缸濒。

藍(lán)色選框是各個(gè)節(jié)點(diǎn)的詳情。

在這里插入圖片描述

9粱腻，測(cè)試

現(xiàn)在通過(guò)客戶(hù)端命令連接上庇配，通過(guò)集群命令看一下?tīng)顟B(tài)和節(jié)點(diǎn)信息等

/usr/local/redis-cluster/bin/redis-cli -c -h 192.168.119.128 -p 9001
cluster info
cluster nodes

效果圖如下，集群搭建成功绍些。

在這里插入圖片描述

現(xiàn)在往9001這個(gè)主節(jié)點(diǎn)寫(xiě)入一條信息捞慌，我們可以在9002這個(gè)主節(jié)點(diǎn)取到信息，集群間各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以通信柬批。

現(xiàn)在往9001這個(gè)主節(jié)點(diǎn)寫(xiě)入一條信息啸澡，我們可以在9002這個(gè)主節(jié)點(diǎn)取到信息袖订，集群間各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以通信。

 set name lgx
 get name

在這里插入圖片描述

三嗅虏，故障轉(zhuǎn)移

1洛姑，故障轉(zhuǎn)移機(jī)制詳解

1. 集群中的節(jié)點(diǎn)會(huì)向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送PING消息（該P(yáng)ING消息會(huì)帶著當(dāng)前集群和節(jié)點(diǎn)的信息），如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)皮服，沒(méi)有收到對(duì)應(yīng)的PONG消息楞艾，就把此節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為疑似下線。

2. 當(dāng)被分配了slot槽位的主節(jié)點(diǎn)中有超過(guò)一半的節(jié)點(diǎn)都認(rèn)為此節(jié)點(diǎn)疑似下線（就是其它節(jié)點(diǎn)以更高的頻次龄广，更頻繁的與該節(jié)點(diǎn)PING-PONG）硫眯，那么該節(jié)點(diǎn)就真的下線。

3. 其它節(jié)點(diǎn)收到某節(jié)點(diǎn)已經(jīng)下線的廣播后择同，把自己內(nèi)部的集群維護(hù)信息也修改為該節(jié)點(diǎn)已事實(shí)下線两入。

4. 節(jié)點(diǎn)資格審查：然后對(duì)從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資格審查，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)檢查最后與主節(jié)點(diǎn)的斷線時(shí)間敲才，如果該值超過(guò)配置文件的設(shè)置裹纳，那么取消該從節(jié)點(diǎn)的資格。

5. 準(zhǔn)備選舉時(shí)間：這里使用了延遲觸發(fā)機(jī)制紧武，主要是給那些延遲低的更高的優(yōu)先級(jí)痊夭，延遲低的讓它提前參與被選舉，延遲高的讓它靠后參與被選舉脏里。（延遲的高低是依據(jù)之前與主節(jié)點(diǎn)的最后斷線時(shí)間確定的）

6. 選舉投票：當(dāng)從節(jié)點(diǎn)獲取選舉資格后，會(huì)向其他帶有slot槽位的主節(jié)點(diǎn)發(fā)起選舉請(qǐng)求虹曙，由它們進(jìn)行投票迫横，優(yōu)先級(jí)越高的從節(jié)點(diǎn)就越有可能成為主節(jié)點(diǎn)，當(dāng)從節(jié)點(diǎn)獲取的票數(shù)到達(dá)一定數(shù)值時(shí)（如集群內(nèi)有N個(gè)主節(jié)點(diǎn)酝碳，那么只要有一個(gè)從節(jié)點(diǎn)獲得了N/2+1的選票即認(rèn)為勝出）矾踱，就會(huì)替換成為主節(jié)點(diǎn)。

7. 替換主節(jié)點(diǎn)：被選舉出來(lái)的從節(jié)點(diǎn)會(huì)執(zhí)行slaveof no one把自己的狀態(tài)從slave變成master疏哗，然后執(zhí)行clusterDelSlot操作撤銷(xiāo)故障主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)的槽呛讲，并執(zhí)行 clusterAddSlot把這些槽分配給自己，之后向集群廣播自己的pong消息返奉，通知集群內(nèi)所有的節(jié)點(diǎn)贝搁，當(dāng)前從節(jié)點(diǎn)已變?yōu)橹鞴?jié)點(diǎn)。

8. 接管相關(guān)操作：新的主節(jié)點(diǎn)接管了之前故障的主節(jié)點(diǎn)的槽信息芽偏，接收和處理與自己槽位相關(guān)的命令請(qǐng)求雷逆。

2，故障轉(zhuǎn)移測(cè)試

這是之前集群中具體節(jié)點(diǎn)的情況污尉，我簡(jiǎn)化成如下膀哲，可以向上回看圖片中的集群信息往产。

原先集群_lgx211

這里關(guān)閉該9001端口的進(jìn)程，即模擬該主節(jié)點(diǎn)掛掉某宪。

 netstat -tunlp | grep 9001
 kill 15705

在這里插入圖片描述

登錄掛掉的redis節(jié)點(diǎn)仿村，會(huì)被拒絕服務(wù)，通過(guò)還在正常運(yùn)行的某個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)入兴喂，然后再次查看集群中的信息

/usr/local/redis-cluster/bin/redis-cli -c -h 192.168.119.128 -p 9001

/usr/local/redis-cluster/bin/redis-cli -c -h 192.168.119.128 -p 9002

cluster nodes

在這里插入圖片描述

簡(jiǎn)而言之蔼囊，就是之前的集群信息變成了如下所示

故障轉(zhuǎn)移后集群_lgx211

現(xiàn)在，我重啟剛才掛掉的主節(jié)點(diǎn)瞻想，重新查看集群內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)情況压真，具體情況如下圖所示。

cd /usr/local/redis-cluster/

/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis-cluster/9001/redis.conf

/usr/local/redis-cluster/bin/redis-cli -c -h 192.168.119.128 -p 9002

cluster nodes

在這里插入圖片描述

簡(jiǎn)而言之蘑险，現(xiàn)在集群內(nèi)的節(jié)點(diǎn)情況如下

恢復(fù)后集群_lgx211