redis分布式集群搭建介绍

Redis集群架构图

上图蓝色为redis集群的节点。

节点之间通过ping命令来测试连接是否正常，节点之间没有主区分，连接到任何一个节点进行操作时，都可能会转发到其他节点。

1、Redis的容错机制

节点之间会定时的互相发送ping命令，测试节点的健康状态，当节点接受到ping命令后，会返回一个pong字符串。

投票机制：如果一个节点A给节点B发送ping没有得到pong返回，会通知其他节点再次给B发送ping，如果集群中有超过一半的节点收不B节点的pong。那么就认为B节点挂了。一般会为每个节点提供一个备份节点，如果挂掉会切换到备份节点。

2、Redis集群存储原理

Redis对于每个存放的key会进行hash操作，生成一个[0-16384]的hash值（先进行

crc 算法再对16384取余）。

集群的情况下，就是把[0-16384]的区间进行拆分，放到不同的redis中。

3、Redis的持久化

Snapshotting：定时的将Redis内存中的数据保存到硬盘中

AOF：将所有的command操作保存到aof中，AOP的同步频率很高，数据即使丢失，粒度也很小，但会在性能上造成影响。

二、集群环境搭建

redis集群管理工具redis-trib.rb依赖ruby环境，首先需要安装ruby环境

安装ruby

yum install ruby
yum install rubygems

安装ruby和redis的接口程序

拷贝redis-3.0.0.gem至/usr/local下

执行：

gem install /usr/local/redis-3.0.0.gem

三、创建Redis集群

在一台服务器上，可以用不同端口号来表示不同redis服务器。

Redis集群最少需要三台服务器，而每台服务器有需要备用服务器，所以最少需要6台服务器。端口规划如下：

主服务器：192.168.100.66 :7001 :7002 :7003

从服务器：192.168.100.66 :7004 :7005 :7006

在/usr/local 创建文件夹用来存放服务器程序

mkdir 7001 7002 7003 7004 7005 7006

如果想让redis支持集群需要修改redis.config配置文件的cluster-enabled yes

本例中我们以端口来区别不同的redis服务，所以还需要修改redis.config的port为对应端口

修改完配置文件，将redis安装目录的bin复制到上面每个目录中。

分别进入7001/bin/ 7002/bin .....

启动服务./redis-server ./redis.conf

查看redis进程：ps -aux|grep redis 如下图则说明启动成功

创建集群：

将之前解压的文件夹的redis-3.0.0/src/redis-trib.rb复制到redis-cluster目录

运行

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.100.66:7001 192.168.100.66:7002 192.168.100.66:7003 192.168.100.66:7004 192.168.100.66:7005  192.168.100.66:7006

如果执行时报如下错误：

[ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0

解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，如果不行则说明现在创建的结点包括了旧集群的结点信息，需要删除redis的持久化文件后再重启redis，比如：appendonly.aof、dump.rdb

如果成功最终输入如下：

查询集群信息：

说明：

./redis-cli -c -h 192.168.101.3 -p 7001 ，其中-c表示以集群方式连接redis，-h指定ip地址，-p指定端口号

cluster nodes 查询集群结点信息

cluster info 查询集群状态信息

hash槽重新分配

第一步：连接上集群

./redis-trib.rb reshard 192.168.101.3:7001（连接集群中任意一个可用结点都行）

第二步：输入要分配的槽数量

输入 500表示要分配500个槽

第三步：输入接收槽的结点id

这里准备给7007分配槽，通过cluster nodes查看7007结点id为15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

输入：15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

第四步：输入源结点id

这里输入all

第五步：输入yes开始移动槽到目标结点id

添加从节点

集群创建成功后可以向集群中添加节点，下面是添加一个slave从节点。

添加7008从结点，将7008作为7007的从结点。

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id 主节点id 添加节点的ip和端口 集群中已存在节点ip和端口

执行如下命令：

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7008 192.168.101.3:7001

cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 是7007结点的id，可通过cluster nodes查看。

注意：如果原来该结点在集群中的配置信息已经生成cluster-config-file指定的配置文件中（如果cluster-config-file没有指定则默认为nodes.conf），这时可能会报错：

[ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0

解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，删除后再执行./redis-trib.rb add-node指令

查看集群中的结点，刚添加的7008为7007的从节点：

删除结点：

./redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7005 4b45eb75c8b428fbd77ab979b85080146a9bc017

删除已经占有hash槽的结点会失败，报错如下：

[ERR] Node 127.0.0.1:7005 is not empty! Reshard data away and try again.

需要将该结点占用的hash槽分配出去（参考hash槽重新分配章节）。

测试:

Maven:
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>2.7.0</version>
    </dependency>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/junit/junit -->
    <dependency>
        <groupId>junit</groupId>
        <artifactId>junit</artifactId>
        <version>4.12</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
    <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework/spring-test -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework</groupId>
        <artifactId>spring-test</artifactId>
        <version>4.3.10.RELEASE</version>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

普通测试：

@Test
public void redisClusterTest1(){
    JedisPoolConfig config=new JedisPoolConfig();
    config.setMaxTotal(30);
    config.setMaxIdle(2);

    Set<HostAndPort> jedisNode=new HashSet<HostAndPort>();
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7001));
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7002));
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7003));
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7004));
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7005));
    jedisNode.add(new HostAndPort("192.168.100.66",7006));

    JedisCluster jc=new JedisCluster(jedisNode,config);
    jc.set("name","老王");
    String value=jc.get("name");
    System.out.println(value);
}

Spring测试：

配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
    <!-- 连接池配置 -->
    <bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <!-- 最大连接数 -->
        <property name="maxTotal" value="30" />
        <!-- 最大空闲连接数 -->
        <property name="maxIdle" value="10" />
        <!-- 每次释放连接的最大数目 -->
        <property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
        <!-- 释放连接的扫描间隔（毫秒） -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
        <!-- 连接最小空闲时间 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
        <!-- 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放 -->
        <property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
        <!-- 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="1500" />
        <!-- 在获取连接的时候检查有效性, 默认false -->
        <property name="testOnBorrow" value="true" />
        <!-- 在空闲时检查有效性, 默认false -->
        <property name="testWhileIdle" value="true" />
        <!-- 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true -->
        <property name="blockWhenExhausted" value="false" />
    </bean>
    <!-- redis集群 -->
    <bean id="jedisCluster" class="redis.clients.jedis.JedisCluster">
        <constructor-arg index="0">
            <set>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7001"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7002"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7003"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7004"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7005"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                    <constructor-arg index="0" value="192.168.100.66"></constructor-arg>
                    <constructor-arg index="1" value="7006"></constructor-arg>
                </bean>
            </set>
        </constructor-arg>
        <constructor-arg index="1" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg>
    </bean>
</beans>

测试类：

@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration({"classpath:spring-config.xml"})
public class RedisClusterTest {
    @Autowired
    private JedisCluster jedisCluster;
    @Test
    public void redisClusterTest2(){
        jedisCluster.set("username","小明啦啦");
        String name=jedisCluster.get("username");
        System.out.println(name);
    }
}

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