Redis Cluster

集群教程：http://redisdoc.com/topic/cluster-tutorial.html

一、为什么要使用Redis集群？

通常，为了提高网站响应速度，总是把热点数据保存在内存中而不是直接从后端数据库中读取。Redis是一个很好的Cache工具。大型网站应用，热点数据量往往巨大，几十G上百G是很正常的事儿。由于内存大小的限制，使用一台 Redis 实例显然无法满足需求，这时就需要使用 多台 Redis （集群）作为缓存数据库。才能在用户请求时快速的进行响应。

二、Redie集群架构之Redis Cluster

RedisCluster使用数据分片（sharding）来实现： 一个 Redis 集群包含16384个哈希槽（hash slot）， 数据库中的每个键都属于这16384个哈希槽的其中一个，集群使用公式HASH_SLOT = CRC16(key) % 16384来计算键key属于哪个槽。

群中的每个节点负责处理一部分哈希槽。 举个例子， 一个集群可以有三个哈希槽， 其中：

• 节点 A 负责处理 0 号至 5500 号哈希槽。
• 节点 B 负责处理 5501 号至 11000 号哈希槽。
• 节点 C 负责处理 11001 号至 16383 号哈希槽。

三、Redis Cluster中的主从复制

为了使得集群在一部分节点下线或者无法与集群的大多数（majority）节点进行通讯的情况下， 仍然可以正常运作， Redis 集群对节点使用了主从复制功能： 集群中的每个节点都有 1 个至 N 个复制品（replica）， 其中一个复制品为主节点（master）， 而其余的 N-1 个复制品为从节点（slave）。

优点：

• 无需Sentinel哨兵监控，如果Master挂了，Redis Cluster内部自动将Master对应的某一个Slave切换成Master；不过，如果有一个Master及其所有Slave都挂了的话，比如0 -5500 号哈希槽下的Master和Slave都挂了，Redis Cluster将会停止运作。
• 可以进行水平扩容。

缺点：

• 资源隔离性较差，不保证数据的强一致性。
• 批量操作没有被实现，这是一个坑。

注意：Redis Cluster不像单机 Redis 那样支持多数据库功能（db0 ~ db15）， 集群只使用默认的  0 号数据库，即 db0。

四、Redis Cluster 搭建、开启

4.1 搭建

通过配置，开启redis cluster：

bind 127.0.0.1
port 7001
daemonize yes
logfile /var/redis/redis-7001.log
dbfilename dump-7001.rdb
dir /opt/redis/data
# 开启集群模式
cluster-enabled yes
# 集群内部的配置文件
cluster-config-file nodes-7001.conf
# redis cluster需要16384个slot都正常的时候才能对外提供服务，换句话说，只要任何一个slot异常那么整个cluster不对外提供服务，因此生产环境一般为no
cluster-require-full-coverage no

redis支持多实例的功能，这里是在单机演示集群搭建，需要6个实例，三个主节点，及其对应三个从节点，数量为6个节点才能保证高可用的集群。

# 使用sed命令快速创建6个实例配置
sed "s/7001/700x/g" redis-7001.conf > redis-700x.conf

检查redis服务的端口、进程：

netstat -tunlp|grep redis
ps -ef|grep redis

此时集群还不用：

可以看到哈希插槽没有提供，所以接下来我们通过ruby的脚本，实现自动分配槽位。

五、使用ruby创建开启 Redis Cluster

5.1 准备ruby环境

cd /opt
wget https://cache.ruby-lang.org/pub/ruby/2.6/ruby-2.6.2.tar.gz
tar xzvf ruby-2.6.2.tar.gz
cd ruby-2.6.2
./configure --prefix=/opt/ruby
make && make install
ln -s /opt/ruby/bin/ruby /usr/bin/ruby
ln -s /opt/ruby/bin/gem /usr/bin/gem

安装Redis的Ruby客户端库：

gem install redis

查看gem有哪些包：

gem list -- check redis gem

5.2 一键开启redis-cluster集群

# 每个主节点，有一个从节点，代表 --cluster-replicas 1
redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 127.0.0.1:7006 --cluster-replicas 1

5.3 查看集群状态

redis-cli -p 7001 info
redis-cli -p 7001 cluster info
 
# 等同于查看nodes-7000.conf文件节点信息
redis-cli -p 7001 cluster nodes  
# 查看集群主节点状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes | grep master
# 查看集群从节点状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes | grep slave

5.4 测试写入集群数据

注意：登录集群必须使用 redis-cli -c -p 7001 必须加上 -c 参数，不然会出错

写入数据：

读取数据：

搞定！