集群(Redis Cluster)作用：
1.數(shù)據(jù)分區(qū)：
數(shù)據(jù)分區(qū)(或稱數(shù)據(jù)分片)是集群最核心的功能篷帅，集群將數(shù)據(jù)分散到多個(gè)節(jié)點(diǎn)琐脏。
一方面突破了 Redis 單機(jī)內(nèi)存大小的限制榨咐，存儲(chǔ)容量大大增加伦仍。
另一方面每個(gè)主節(jié)點(diǎn)都可以對(duì)外提供讀服務(wù)和寫服務(wù)，大大提高了集群的響應(yīng)能力磕蒲。
Redis 單機(jī)內(nèi)存大小受限問(wèn)題加缘，在介紹持久化和主從復(fù)制時(shí)都有提及沿侈。
例如斗忌，如果單機(jī)內(nèi)存太大质礼，bgsave 和 bgrewriteaof 的 fork 操作可能導(dǎo)致主進(jìn)程阻塞，主從環(huán)境下主機(jī)切換時(shí)可能導(dǎo)致從節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法提供服務(wù)织阳，全量復(fù)制階段主節(jié)點(diǎn)的復(fù)制緩沖區(qū)可能溢出眶蕉。
2.高可用：
集群支持主從復(fù)制和主節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移（與哨兵類似），當(dāng)任一節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)唧躲，集群仍然可以對(duì)外提供服務(wù)造挽。
集群的搭建：
本案例以三主三從搭建簡(jiǎn)單的集群，主庫(kù)（6379惊窖、6378刽宪、6377）厘贼， 從庫(kù)（6380界酒、6381、6382）,所有節(jié)點(diǎn)在同一臺(tái)服務(wù)器上嘴秸，以端口號(hào)進(jìn)行區(qū)分毁欣。
2.1安裝redis（6379）
brew? install? redis
設(shè)置為開機(jī)啟動(dòng)項(xiàng)：ln -sfv /usr/local/opt/redis/*.plist ~/Library/LaunchAgents
使用launchctl啟動(dòng)redis.server:? launchctl load ~/Library/LaunchAgents/homebrew.mxcl.redis.plist
使用配置文件啟動(dòng)redis : redis-server /usr/local/etc/redis.conf
測(cè)試redis是否啟動(dòng)：redis-cli ping
默認(rèn)啟動(dòng)就會(huì)運(yùn)行redis-server：
vim /usr/local/etc/redis.conf
修改: daemonize no? 為 daemonize yes
查看redis安裝信息：brew info redis
停止redis:? ? ? ./redis-cli? ? ?shutdown
2.2 創(chuàng)建兩個(gè)從redis實(shí)例： ??
拷貝主redis(6379)的配置文件redis.conf庇谆，命名為redis_6380.conf、redis_6381.conf
修改redis_6380.conf文件凭疮，將6379全部更換為6380（6381也一樣）,如下圖：
啟動(dòng)6380饭耳，6381
2.3搭建集群：
啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)：
將節(jié)點(diǎn)以集群模式啟動(dòng)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)是獨(dú)立的执解，并沒(méi)有建立聯(lián)系
節(jié)點(diǎn)握手：
讓獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)
分配槽：
將 16384 個(gè)槽分配給主節(jié)點(diǎn)（6379寞肖、6378、6377）
指定主從關(guān)系：
為從節(jié)點(diǎn)指定主節(jié)點(diǎn)
啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)：集群節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)仍然是使用 redis-server 命令衰腌，但需要使用集群模式啟動(dòng)
redis（6379）的配置文件如下：
其中的 cluster-enabled 和 cluster-config-file 是與集群相關(guān)的配置新蟆。
cluster-enabledyes：Redis 實(shí)例可以分為單機(jī)模式(standalone)和集群模式(cluster)；cluster-enabledyes 可以啟動(dòng)集群模式右蕊。
在單機(jī)模式下啟動(dòng)的 Redis 實(shí)例琼稻，如果執(zhí)行 info server 命令，可以發(fā)現(xiàn) redis_mode 一項(xiàng)為 standalone饶囚，如下圖所示：? ??
集群模式下的節(jié)點(diǎn)帕翻，其 redis_mode 為 cluster，如下圖所示
cluster-config-file：該參數(shù)指定了集群配置文件的位置萝风。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在運(yùn)行過(guò)程中嘀掸，會(huì)維護(hù)一份集群配置文件。
每當(dāng)集群信息發(fā)生變化時(shí)（如增減節(jié)點(diǎn)）闹丐，集群內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)會(huì)將最新信息更新到該配置文件横殴。
當(dāng)節(jié)點(diǎn)重啟后，會(huì)重新讀取該配置文件卿拴，獲取集群信息衫仑，可以方便的重新加入到集群中。
也就是說(shuō)堕花，當(dāng) Redis 節(jié)點(diǎn)以集群模式啟動(dòng)時(shí)文狱，會(huì)首先尋找是否有集群配置文件。
如果有則使用文件中的配置啟動(dòng)缘挽；如果沒(méi)有瞄崇，則初始化配置并將配置保存到文件中。集群配置文件由 Redis 節(jié)點(diǎn)維護(hù)壕曼，不需要人工修改苏研。
編輯好配置文件后，使用 redis-server 命令啟動(dòng)該節(jié)點(diǎn)：
節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)以后腮郊，通過(guò) cluster nodes 命令可以查看節(jié)點(diǎn)的情況摹蘑，如下圖所示：
其中返回值第一項(xiàng)表示節(jié)點(diǎn) id，由 40 個(gè) 16 進(jìn)制字符串組成轧飞，節(jié)點(diǎn) id 與主從復(fù)制一文中提到的 runId 不同衅鹿。
Redis 每次啟動(dòng) runId 都會(huì)重新創(chuàng)建撒踪，但是節(jié)點(diǎn) id 只在集群初始化時(shí)創(chuàng)建一次，然后保存到集群配置文件中大渤，以后節(jié)點(diǎn)重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)直接在集群配置文件中讀取制妄。
其他節(jié)點(diǎn)使用相同辦法啟動(dòng)，不再贅述泵三。需要特別注意耕捞，在啟動(dòng)節(jié)點(diǎn)階段，節(jié)點(diǎn)是沒(méi)有主從關(guān)系的烫幕，因此從節(jié)點(diǎn)不需要加 slaveof 配置砸脊。
節(jié)點(diǎn)握手：
節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)以后是相互獨(dú)立的，并不知道其他節(jié)點(diǎn)存在纬霞；需要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)握手凌埂，將獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
節(jié)點(diǎn)握手使用 cluster meet {ip} {port} 命令實(shí)現(xiàn)诗芜，例如在 6379 節(jié)點(diǎn)中執(zhí)行 clustermeet 172.20.28.75 6380瞳抓，可以完成 6379 節(jié)點(diǎn)和 6380 節(jié)點(diǎn)的握手。
注意：ip 使用的是局域網(wǎng) ip伏恐，而不是 localhost 或 127.0.0.1孩哑，是為了其他機(jī)器上的節(jié)點(diǎn)或客戶端也可以訪問(wèn)。為了操作簡(jiǎn)單翠桦，我這里還是使用的127.0.0.1横蜒。
在 6380 節(jié)點(diǎn)下也可以類似查看:
執(zhí)行完上述命令后，可以看到 6379 節(jié)點(diǎn)已經(jīng)感知到了所有其他節(jié)點(diǎn)：
分配槽：
在 Redis 集群中销凑，借助槽實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分區(qū)丛晌。集群有 16384 個(gè)槽，槽是數(shù)據(jù)管理和遷移的基本單位斗幼。
當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的 16384 個(gè)槽都分配了節(jié)點(diǎn)時(shí)澎蛛，集群處于上線狀態(tài)（ok）；如果有任意一個(gè)槽沒(méi)有分配節(jié)點(diǎn)蜕窿，則集群處于下線狀態(tài)（fail）谋逻。
cluster info 命令可以查看集群狀態(tài)，分配槽之前狀態(tài)為 fail：
分配槽使用 cluster addslots 命令桐经，執(zhí)行下面的命令將槽（編號(hào) 0-16383）全部分配完畢：
此時(shí)查看集群狀態(tài)毁兆，顯示所有槽分配完畢，集群進(jìn)入上線狀態(tài)：
指定主從關(guān)系：
集群中指定主從關(guān)系不再使用 slaveof 命令阴挣，而是使用 cluster replicate 命令气堕；參數(shù)使用節(jié)點(diǎn) id。
通過(guò) cluster nodes 獲得幾個(gè)主節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn) id 后，執(zhí)行下面的命令為每個(gè)從節(jié)點(diǎn)指定主節(jié)點(diǎn)：
此時(shí)執(zhí)行 cluster nodes 查看各個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)送巡，可以看到主從關(guān)系已經(jīng)建立：
集群設(shè)計(jì)方案：
設(shè)計(jì)集群方案時(shí)，至少要考慮以下因素：
高可用要求：根據(jù)故障轉(zhuǎn)移的原理盒卸，至少需要 3 個(gè)主節(jié)點(diǎn)才能完成故障轉(zhuǎn)移骗爆，且 3 個(gè)主節(jié)點(diǎn)不應(yīng)在同一臺(tái)物理機(jī)上。
每個(gè)主節(jié)點(diǎn)至少需要 1 個(gè)從節(jié)點(diǎn)蔽介，且主從節(jié)點(diǎn)不應(yīng)在一臺(tái)物理機(jī)上摘投；因此高可用集群至少包含 6 個(gè)節(jié)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)量和訪問(wèn)量：估算應(yīng)用需要的數(shù)據(jù)量和總訪問(wèn)量(考慮業(yè)務(wù)發(fā)展虹蓄，留有冗余)犀呼，結(jié)合每個(gè)主節(jié)點(diǎn)的容量和能承受的訪問(wèn)量(可以通過(guò) benchmark 得到較準(zhǔn)確估計(jì))，計(jì)算需要的主節(jié)點(diǎn)數(shù)量薇组。
節(jié)點(diǎn)數(shù)量限制：Redis 官方給出的節(jié)點(diǎn)數(shù)量限制為 1000外臂，主要是考慮節(jié)點(diǎn)間通信帶來(lái)的消耗。
在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)盡量避免大集群律胀，如果節(jié)點(diǎn)數(shù)量不足以滿足應(yīng)用對(duì) Redis 數(shù)據(jù)量和訪問(wèn)量的要求宋光，可以考慮：①業(yè)務(wù)分割，大集群分為多個(gè)小集群炭菌；②減少不必要的數(shù)據(jù)罪佳；③調(diào)整數(shù)據(jù)過(guò)期策略等。
適度冗余：Redis 可以在不影響集群服務(wù)的情況下增加節(jié)點(diǎn)黑低，因此節(jié)點(diǎn)數(shù)量適當(dāng)冗余即可赘艳，不用太大
3.集群的基本原理
上面介紹了集群的搭建方法和設(shè)計(jì)方案，下面將進(jìn)一步深入克握，介紹集群的原理蕾管。
集群最核心的功能是數(shù)據(jù)分區(qū)，因此：首先介紹數(shù)據(jù)的分區(qū)規(guī)則菩暗。然后介紹集群實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)：通信機(jī)制和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)娇掏。最后以 cluster meet(節(jié)點(diǎn)握手)、cluster addslots(槽分配)為例勋眯，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)是如何利用上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)集群命令的婴梧。
數(shù)據(jù)分區(qū)方案：
數(shù)據(jù)分區(qū)有順序分區(qū)、哈希分區(qū)等客蹋，其中哈希分區(qū)由于其天然的隨機(jī)性塞蹭，使用廣泛；集群的分區(qū)方案便是哈希分區(qū)的一種讶坯。
哈希分區(qū)的基本思路是：對(duì)數(shù)據(jù)的特征值（如 key）進(jìn)行哈希番电，然后根據(jù)哈希值決定數(shù)據(jù)落在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。
常見(jiàn)的哈希分區(qū)包括：哈希取余分區(qū)、一致性哈希分區(qū)漱办、帶虛擬節(jié)點(diǎn)的一致性哈希分區(qū)等这刷。
衡量數(shù)據(jù)分區(qū)方法好壞的標(biāo)準(zhǔn)有很多，其中比較重要的兩個(gè)因素是：
數(shù)據(jù)分布是否均勻娩井，增加或刪減節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)分布的影響暇屋。
由于哈希的隨機(jī)性，哈希分區(qū)基本可以保證數(shù)據(jù)分布均勻洞辣；因此在比較哈希分區(qū)方案時(shí)咐刨，重點(diǎn)要看增減節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)分布的影響。
哈希取余分區(qū)
哈希取余分區(qū)思路非常簡(jiǎn)單：計(jì)算 key 的 hash 值扬霜，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行取余定鸟，從而決定數(shù)據(jù)映射到哪個(gè)節(jié)點(diǎn)上。
該方案最大的問(wèn)題是著瓶，當(dāng)新增或刪減節(jié)點(diǎn)時(shí)联予，節(jié)點(diǎn)數(shù)量發(fā)生變化，系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)都需要重新計(jì)算映射關(guān)系材原，引發(fā)大規(guī)模數(shù)據(jù)遷移躯泰。
一致性哈希分區(qū)
一致性哈希算法將整個(gè)哈希值空間組織成一個(gè)虛擬的圓環(huán)，如下圖所示华糖，范圍為 0-2^32-1麦向。
對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù) key 計(jì)算 hash 值客叉，確定數(shù)據(jù)在環(huán)上的位置诵竭，然后從此位置沿環(huán)順時(shí)針行走，找到的第一臺(tái)服務(wù)器就是其應(yīng)該映射到的服務(wù)器兼搏。與哈希取余分區(qū)相比卵慰，一致性哈希分區(qū)將增減節(jié)點(diǎn)的影響限制在相鄰節(jié)點(diǎn)。
以上圖為例佛呻，如果在 node1 和 node2 之間增加 node5裳朋，則只有 node2 中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)會(huì)遷移到 node5；如果去掉 node2吓著，則原 node2 中的數(shù)據(jù)只會(huì)遷移到 node4 中鲤嫡，只有 node4 會(huì)受影響。
一致性哈希分區(qū)的主要問(wèn)題在于绑莺，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少時(shí)暖眼，增加或刪減節(jié)點(diǎn)，對(duì)單個(gè)節(jié)點(diǎn)的影響可能很大纺裁，造成數(shù)據(jù)的嚴(yán)重不平衡诫肠。
還是以上圖為例司澎，如果去掉 node2，node4 中的數(shù)據(jù)由總數(shù)據(jù)的 1/4 左右變?yōu)?1/2 左右栋豫，與其他節(jié)點(diǎn)相比負(fù)載過(guò)高挤安。
帶虛擬節(jié)點(diǎn)的一致性哈希分區(qū)
該方案在一致性哈希分區(qū)的基礎(chǔ)上，引入了虛擬節(jié)點(diǎn)的概念丧鸯。Redis 集群使用的便是該方案蛤铜，其中的虛擬節(jié)點(diǎn)稱為槽（slot）。
槽是介于數(shù)據(jù)和實(shí)際節(jié)點(diǎn)之間的虛擬概念骡送；每個(gè)實(shí)際節(jié)點(diǎn)包含一定數(shù)量的槽，每個(gè)槽包含哈希值在一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)絮记。
引入槽以后摔踱，數(shù)據(jù)的映射關(guān)系由數(shù)據(jù) hash->實(shí)際節(jié)點(diǎn)，變成了數(shù)據(jù) hash->槽->實(shí)際節(jié)點(diǎn)怨愤。
在使用了槽的一致性哈希分區(qū)中派敷，槽是數(shù)據(jù)管理和遷移的基本單位。槽解耦了數(shù)據(jù)和實(shí)際節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系撰洗，增加或刪除節(jié)點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的影響很小篮愉。
仍以上圖為例，系統(tǒng)中有 4 個(gè)實(shí)際節(jié)點(diǎn)差导，假設(shè)為其分配 16 個(gè)槽(0-15)试躏；槽 0-3 位于 node1，4-7 位于 node2设褐，以此類推颠蕴。
如果此時(shí)刪除 node2，只需要將槽 4-7 重新分配即可助析，例如槽 4-5 分配給 node1犀被，槽 6 分配給 node3，槽 7 分配給 node4外冀；可以看出刪除 node2 后寡键，數(shù)據(jù)在其他節(jié)點(diǎn)的分布仍然較為均衡。
槽的數(shù)量一般遠(yuǎn)小于 2^32雪隧，遠(yuǎn)大于實(shí)際節(jié)點(diǎn)的數(shù)量西轩；在 Redis 集群中，槽的數(shù)量為 16384脑沿。
上面這張圖很好的總結(jié)了 Redis 集群將數(shù)據(jù)映射到實(shí)際節(jié)點(diǎn)的過(guò)程：
Redis 對(duì)數(shù)據(jù)的特征值（一般是key）計(jì)算哈希值遭商，使用的算法是 CRC16。
根據(jù)哈希值捅伤，計(jì)算數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)槽劫流。
根據(jù)槽與節(jié)點(diǎn)的映射關(guān)系，計(jì)算數(shù)據(jù)屬于哪個(gè)節(jié)點(diǎn)。
節(jié)點(diǎn)通信機(jī)制：
集群要作為一個(gè)整體工作祠汇，離不開節(jié)點(diǎn)之間的通信仍秤。
兩個(gè)端口
在哨兵系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)分為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和哨兵節(jié)點(diǎn)：前者存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可很，后者實(shí)現(xiàn)額外的控制功能诗力。
在集群中，沒(méi)有數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與非數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)之分：所有的節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)數(shù)據(jù)我抠，也都參與集群狀態(tài)的維護(hù)苇本。
為此，集群中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)菜拓，都提供了兩個(gè) TCP 端口：
普通端口：即我們?cè)谇懊嬷付ǖ亩丝?6379 等)瓣窄。普通端口主要用于為客戶端提供服務(wù)（與單機(jī)節(jié)點(diǎn)類似）；但在節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)遷移時(shí)也會(huì)使用纳鼎。
集群端口：端口號(hào)是普通端口+10000（10000 是固定值俺夕，無(wú)法改變），如 6379 節(jié)點(diǎn)的集群端口為 16379贱鄙。
集群端口只用于節(jié)點(diǎn)之間的通信劝贸，如搭建集群、增減節(jié)點(diǎn)逗宁、故障轉(zhuǎn)移等操作時(shí)節(jié)點(diǎn)間的通信映九；不要使用客戶端連接集群接口。為了保證集群可以正常工作瞎颗，在配置防火墻時(shí)氯迂，要同時(shí)開啟普通端口和集群端口。
Gossip協(xié)議：
節(jié)點(diǎn)間通信言缤，按照通信協(xié)議可以分為幾種類型：?jiǎn)螌?duì)單嚼蚀、廣播、Gossip 協(xié)議等管挟。重點(diǎn)是廣播和 Gossip 的對(duì)比轿曙。
廣播是指向集群內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息；優(yōu)點(diǎn)是集群的收斂速度快(集群收斂是指集群內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)獲得的集群信息是一致的)僻孝，缺點(diǎn)是每條消息都要發(fā)送給所有節(jié)點(diǎn)导帝，CPU、帶寬等消耗較大穿铆。
Gossip 協(xié)議的特點(diǎn)是：在節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限的網(wǎng)絡(luò)中您单，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都“隨機(jī)”的與部分節(jié)點(diǎn)通信（并不是真正的隨機(jī)，而是根據(jù)特定的規(guī)則選擇通信的節(jié)點(diǎn)）荞雏，經(jīng)過(guò)一番雜亂無(wú)章的通信虐秦，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)很快會(huì)達(dá)到一致平酿。
Gossip 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)有負(fù)載(比廣播)低、去中心化悦陋、容錯(cuò)性高(因?yàn)橥ㄐ庞腥哂?等蜈彼；缺點(diǎn)主要是集群的收斂速度慢。
消息類型：
集群中的節(jié)點(diǎn)采用固定頻率（每秒 10 次）的定時(shí)任務(wù)進(jìn)行通信相關(guān)的工作：判斷是否需要發(fā)送消息及消息類型俺驶、確定接收節(jié)點(diǎn)幸逆、發(fā)送消息等。
如果集群狀態(tài)發(fā)生了變化暮现，如增減節(jié)點(diǎn)还绘、槽狀態(tài)變更，通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的通信栖袋，所有節(jié)點(diǎn)會(huì)很快得知整個(gè)集群的狀態(tài)拍顷，使集群收斂。
節(jié)點(diǎn)間發(fā)送的消息主要分為 5 種：
MEET 消息
PING 消息
PONG 消息
FAIL 消息
PUBLISH 消息
不同的消息類型栋荸，通信協(xié)議菇怀、發(fā)送的頻率和時(shí)機(jī)凭舶、接收節(jié)點(diǎn)的選擇等是不同的：
MEET 消息：在節(jié)點(diǎn)握手階段晌块，當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到客戶端的 cluster meet 命令時(shí)，會(huì)向新加入的節(jié)點(diǎn)發(fā)送 MEET 消息帅霜，請(qǐng)求新節(jié)點(diǎn)加入到當(dāng)前集群匆背；新節(jié)點(diǎn)收到 MEET 消息后會(huì)回復(fù)一個(gè) PONG 消息。
PING 消息：集群里每個(gè)節(jié)點(diǎn)每秒鐘會(huì)選擇部分節(jié)點(diǎn)發(fā)送 PING 消息身冀，接收者收到消息后會(huì)回復(fù)一個(gè) PONG 消息钝尸。PING 消息的內(nèi)容是自身節(jié)點(diǎn)和部分其他節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息；作用是彼此交換信息搂根，以及檢測(cè)節(jié)點(diǎn)是否在線珍促。
PING 消息使用 Gossip 協(xié)議發(fā)送，接收節(jié)點(diǎn)的選擇兼顧了收斂速度和帶寬成本剩愧，具體規(guī)則如下：①隨機(jī)找 5 個(gè)節(jié)點(diǎn)猪叙，在其中選擇最久沒(méi)有通信的 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)。②掃描節(jié)點(diǎn)列表仁卷，選擇最近一次收到 PONG 消息時(shí)間大于 cluster_node_timeout/2 的所有節(jié)點(diǎn)穴翩，防止這些節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間未更新。
PONG 消息：PONG 消息封裝了自身狀態(tài)數(shù)據(jù)锦积∶⑴粒可以分為兩種：第一種是在接到 MEET/PING 消息后回復(fù)的 PONG 消息丰介；第二種是指節(jié)點(diǎn)向集群廣播 PONG 消息背蟆。
這樣其他節(jié)點(diǎn)可以獲知該節(jié)點(diǎn)的最新信息，例如故障恢復(fù)后新的主節(jié)點(diǎn)會(huì)廣播 PONG 消息淆储。
FAIL 消息：當(dāng)一個(gè)主節(jié)點(diǎn)判斷另一個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)入 FAIL 狀態(tài)時(shí)冠场，會(huì)向集群廣播這一 FAIL 消息；接收節(jié)點(diǎn)會(huì)將這一 FAIL 消息保存起來(lái)本砰，便于后續(xù)的判斷碴裙。
PUBLISH 消息：節(jié)點(diǎn)收到 PUBLISH 命令后，會(huì)先執(zhí)行該命令点额，然后向集群廣播這一消息舔株，接收節(jié)點(diǎn)也會(huì)執(zhí)行該 PUBLISH 命令。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：
節(jié)點(diǎn)需要專門的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)存儲(chǔ)集群的狀態(tài)还棱。所謂集群的狀態(tài)载慈，是一個(gè)比較大的概念，包括：集群是否處于上線狀態(tài)珍手、集群中有哪些節(jié)點(diǎn)办铡、節(jié)點(diǎn)是否可達(dá)、節(jié)點(diǎn)的主從狀態(tài)琳要、槽的分布……
節(jié)點(diǎn)為了存儲(chǔ)集群狀態(tài)而提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中寡具，最關(guān)鍵的是 clusterNode 和 clusterState 結(jié)構(gòu)：前者記錄了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，后者記錄了集群作為一個(gè)整體的狀態(tài)稚补。
clusterNode
clusterNode 結(jié)構(gòu)保存了一個(gè)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)童叠，包括創(chuàng)建時(shí)間、節(jié)點(diǎn) id课幕、ip 和端口號(hào)等厦坛。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)用一個(gè) clusterNode 結(jié)構(gòu)記錄自己的狀態(tài)，并為集群內(nèi)所有其他節(jié)點(diǎn)都創(chuàng)建一個(gè) clusterNode 結(jié)構(gòu)來(lái)記錄節(jié)點(diǎn)狀態(tài)乍惊。
下面列舉了 clusterNode 的部分字段杜秸，并說(shuō)明了字段的含義和作用：
集群命令的實(shí)現(xiàn)：
這一部分將以 cluster meet(節(jié)點(diǎn)握手)、cluster addslots(槽分配)為例润绎，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)是如何利用上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通信機(jī)制實(shí)現(xiàn)集群命令的撬碟。
cluster meet
假設(shè)要向 A 節(jié)點(diǎn)發(fā)送 cluster meet 命令，將 B 節(jié)點(diǎn)加入到 A 所在的集群凡橱，則 A 節(jié)點(diǎn)收到命令后小作，執(zhí)行的操作如下：
A 為 B 創(chuàng)建一個(gè) clusterNode 結(jié)構(gòu)，并將其添加到 clusterState 的 nodes 字典中稼钩。
A 向 B 發(fā)送 MEET 消息顾稀。
B 收到 MEET 消息后，會(huì)為 A 創(chuàng)建一個(gè) clusterNode 結(jié)構(gòu)坝撑，并將其添加到 clusterState 的 nodes 字典中静秆。
B 回復(fù) A 一個(gè) PONG 消息粮揉。
A 收到 B 的 PONG 消息后，便知道 B 已經(jīng)成功接收自己的 MEET 消息抚笔。
然后扶认，A 向 B 返回一個(gè) PING 消息。
B 收到 A 的 PING 消息后殊橙，便知道 A 已經(jīng)成功接收自己的 PONG 消息辐宾，握手完成。
之后膨蛮，A 通過(guò) Gossip 協(xié)議將 B 的信息廣播給集群內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)叠纹，其他節(jié)點(diǎn)也會(huì)與 B 握手；一段時(shí)間后敞葛，集群收斂誉察，B 成為集群內(nèi)的一個(gè)普通節(jié)點(diǎn)。
通過(guò)上述過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)惹谐，集群中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的握手過(guò)程與 TCP 類似持偏，都是三次握手：A 向 B 發(fā)送 MEET；B 向 A 發(fā)送 PONG氨肌；A 向 B 發(fā)送 PING鸿秆。
cluster addslots:
集群中槽的分配信息，存儲(chǔ)在 clusterNode 的 slots 數(shù)組和 clusterState 的 slots 數(shù)組中儒飒，兩個(gè)數(shù)組的結(jié)構(gòu)前面已做介紹谬莹。
二者的區(qū)別在于：前者存儲(chǔ)的是該節(jié)點(diǎn)中分配了哪些槽檩奠，后者存儲(chǔ)的是集群中所有槽分別分布在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)桩了。
cluster addslots 命令接收一個(gè)槽或多個(gè)槽作為參數(shù)，例如在 A 節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行 cluster addslots {0..10} 命令埠戳，是將編號(hào)為 0-10 的槽分配給 A 節(jié)點(diǎn)井誉。
具體執(zhí)行過(guò)程如下：
遍歷輸入槽，檢查它們是否都沒(méi)有分配整胃，如果有一個(gè)槽已分配颗圣，命令執(zhí)行失敗屁使；方法是檢查輸入槽在 clusterState.slots[] 中對(duì)應(yīng)的值是否為 NULL在岂。
遍歷輸入槽，將其分配給節(jié)點(diǎn) A蛮寂；方法是修改 clusterNode.slots[] 中對(duì)應(yīng)的比特為 1蔽午，以及 clusterState.slots[] 中對(duì)應(yīng)的指針指向 A 節(jié)點(diǎn)。
A 節(jié)點(diǎn)執(zhí)行完成后酬蹋，通過(guò)節(jié)點(diǎn)通信機(jī)制通知其他節(jié)點(diǎn)及老，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)知道 0-10 的槽分配給了 A 節(jié)點(diǎn)抽莱。
客戶端訪問(wèn)集群：
當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到 redis-cli 發(fā)來(lái)的命令(如 set/get)時(shí)，過(guò)程如下：
①計(jì)算 key 屬于哪個(gè)槽：CRC16(key) &16383骄恶。
集群提供的 cluster keyslot 命令也是使用上述公式實(shí)現(xiàn)食铐，如：
②判斷 key 所在的槽是否在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)：假設(shè) key 位于第 i 個(gè)槽，clusterState.slots[i] 則指向了槽所在的節(jié)點(diǎn)僧鲁。
如果 clusterState.slots[i]==clusterState.myself虐呻，說(shuō)明槽在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，可以直接在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)執(zhí)行命令寞秃。
否則铃慷，說(shuō)明槽不在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，則查詢槽所在節(jié)點(diǎn)的地址(clusterState.slots[i].ip/port)蜕该，并將其包裝到 MOVED 錯(cuò)誤中返回給 redis-cli犁柜。
③redis-cli 收到 MOVED 錯(cuò)誤后，根據(jù)返回的 ip 和 port 重新發(fā)送請(qǐng)求堂淡。
下面的例子展示了 redis-cli 和集群的互動(dòng)過(guò)程：在 6379 節(jié)點(diǎn)中操作 key1馋缅，但 key1 所在的槽 9189 在節(jié)點(diǎn) 6378 中。
因此節(jié)點(diǎn)返回 MOVED 錯(cuò)誤(包含 6378 節(jié)點(diǎn)的 ip 和 port)給 redis-cli绢淀，redis-cli 重新向 6378 發(fā)起請(qǐng)求萤悴。
上例中，redis-cli 通過(guò) -c 指定了集群模式皆的，如果沒(méi)有指定覆履，redis-cli 無(wú)法處理 MOVED 錯(cuò)誤：
Smart客戶端：
redis-cli 這一類客戶端稱為 Dummy 客戶端，因?yàn)樗鼈冊(cè)趫?zhí)行命令前不知道數(shù)據(jù)在哪個(gè)節(jié)點(diǎn)费薄，需要借助 MOVED 錯(cuò)誤重新定向硝全。與 Dummy 客戶端相對(duì)應(yīng)的是 Smart 客戶端。
②此外楞抡，JedisCluster 為每個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建連接池(即 JedisPool)伟众。
③當(dāng)執(zhí)行命令時(shí)，JedisCluster 根據(jù) key->slot->node 選擇需要連接的節(jié)點(diǎn)召廷，發(fā)送命令凳厢。
如果成功，則命令執(zhí)行完畢竞慢；如果執(zhí)行失敗先紫，則會(huì)隨機(jī)選擇其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重試，并在出現(xiàn) MOVED 錯(cuò)誤時(shí)筹煮，使用 cluster slots 重新同步 slot->node 的映射關(guān)系遮精。
下面代碼演示了如何使用 JedisCluster 訪問(wèn)集群(未考慮資源釋放、異常處理等)：
注意事項(xiàng)如下：
JedisCluster 中已經(jīng)包含所有節(jié)點(diǎn)的連接池寺谤，因此 JedisCluster 要使用單例仑鸥。
客戶端維護(hù)了 slot->node 映射關(guān)系以及為每個(gè)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建了連接池吮播，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)注意客戶端內(nèi)存資源和連接資源的消耗眼俊。
Jedis 較新版本針對(duì) JedisCluster 做了一些性能方面的優(yōu)化意狠，如 cluster slots 緩存更新和鎖阻塞等方面的優(yōu)化，應(yīng)盡量使用 2.8.2 及以上版本的 Jedis疮胖。
實(shí)踐需知：
前面介紹了集群正常運(yùn)行和訪問(wèn)的方法和原理环戈，下面是一些重要的補(bǔ)充內(nèi)容。
集群收縮：
實(shí)踐中常常需要對(duì)集群進(jìn)行伸縮澎灸，如訪問(wèn)量增大時(shí)的擴(kuò)容操作院塞。Redis 集群可以在不影響對(duì)外服務(wù)的情況下實(shí)現(xiàn)伸縮；伸縮的核心是槽遷移：修改槽與節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系性昭，實(shí)現(xiàn)槽(即數(shù)據(jù))在節(jié)點(diǎn)之間的移動(dòng)拦止。
例如，如果槽均勻分布在集群的 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)中糜颠，此時(shí)增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)汹族，則需要從 3 個(gè)節(jié)點(diǎn)中分別拿出一部分槽給新節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)槽在 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的均勻分布其兴。
https://redis.io/topics/cluster-tutorial
https://redis.io/topics/cluster-spec
https://mp.weixin.qq.com/s/d6hzmk31o7VBsMYaLdQ5mw
https://www.cnblogs.com/lpfuture/p/5796398.html
