通过实际操作理解redis cluster原理

Redis 集群是redis官方提供的一种集群方案,从3.0开始提供稳定版,应用也已经比较广泛,也经受住了时间考验,个人感觉完全可以取代codis,tweemproxy等集群方案。

cluster原理介绍

cluster是使用数据分片的形式实现的,一个 Redis cluster集群包含 16384 个哈希槽, 任意一个key都可以通过 CRC16(key) % 16384 这个公式计算出应当属于哪个槽。每个槽应当落在哪个节点上,也是事先定好。这样,进行任一操作时,首先会根据key计算出对应的节点,然后操作相应的节点就可以了。

所以说,其实cluster跟单点相比,只是多了一个给key计算sharding值的过程,并没有增加多少复杂度,完全可以放心使用。

在这样的设计下,一些对节点的操作也很方便,操作过程中对client端也不会有影响。
1. 增加节点:将原有节点的某些slot转移到新节点上
2. 删除节点: 将节点上的槽转移到其他节点上以后,移除空节点
3. 节点故障:落到故障节点上的操作会失败,而集群其他部分可以正常访问,这样就不会出现一致性哈希方案的“雪崩”问题。单点的故障也可以通过配置slave解决,节点故障时可以由对应的slave顶替
4. 节点重启: 正常重启即可,节点会自动读之前的配置然后加入集群中。

安装操作流程

然后,我们可以实际安装一次,由于只是测试,装个两三个节点就可以,而如果是生产使用的话,至少需要3个master节点,也推荐同时至少有3个slave节点才能使用。

安装redis

到redis官网(https://redis.io/download)上下载最新的stable版本。

以3.2.8为例,下载完以后执行以下命令

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$ tar xzf redis-3.2.8.tar.gz
$ cd redis-3.2.8
$ make

然后解压缩,make就可以了.

redis配置与启动

make之后会在redis的src目录下多出几个命令,包括redis-server, redis-cli等,可以把他们拷到/usr/local/bin下,这样就可以在任意路径下执行。也可以自己指到src目录下进行操作。

启动之前需要先修改一下配置,redis的根目录下有一个redis.conf文件,可以直接改它,也可以拷到别的路径下进行修改。

主要就是把cluster模式打开,然后配一下cluster配置文件。

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cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf

其他的配置,port,bind,protect-mode之类的,可以根据需求改一下,不改也没关系。如果是想在一台机器上启动多个实例的话,需要给每个实例一个配置文件, port, cluster-config-file这些配置也需要区分一下。

然后执行以下命令,分别指定不同的配置文件启动。

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redis-server redis-6379.conf &
redis-server redis-6380.conf &

开启cluster

需要的节点都启动以后,就可以开始配置cluster了。推荐的办法是使用官方提供的redis-trib.rb工具包,这个具体操作可以参考官方文档。我们在这里试一下手动操作,这样其实可以加深对cluster原理的理解。

首先通过redis-cli命令进入任意一个redis实例中,然后一次对其他几个节点执行meet命令。

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Cluster meet xxx:6380

然后执行cluster nodes命令就可以看到节点被加入到集群中了。

这之后还有一步是分配slot, 可以使用cluster setslot命令,不过由于slot比较多,分配起来很麻烦。还有另外一种方式是修改nodes.conf这个配置文件。

Nodes.conf这个配置包含了cluster相关的几乎所有信息,一般情况下无需自己去操作,redis会自动生成,可以打开看一下,里边每个节点都对应一行,一行是类似这种格式:

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8301106a1a0b7472650f22503abea23024df17fb 127.0.0.1:6379 myself,master - 0 0 1 connected

然后slot的分配情况是加在最后

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8301106a1a0b7472650f22503abea23024df17fb 127.0.0.1:6379 myself,master - 0 0 1 connected 0-8000

需要注意的是,全部16384(0-16383)个slot都要分配出去,不能留空;集群中每个节点都对应一个Nodes.conf文件,每个文件里的slot配置要一致。

改完以后重启所有节点,在redis-cli中执行cluster info 命令,可以看到一些关键信息

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cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384
cluster_slots_ok:16384
cluster_slots_pfail:0
cluster_slots_fail:0
cluster_known_nodes:2
cluster_size:1

所有slot已经分配出去,Cluster stat也变成了ok. 这样一个cluster就算搭建完毕了。

原文地址:http://lichuanyang.top/posts/9329/

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