九.Redis 集群（cluster 模式）

Redis 集群（包括很多小集群）实现了对 Redis 的水平扩容，即启动 N 个 redis 节点，将整个数据库分布存储在这 N 个节点中，每个节点存储总数据的 1/N，即一个小集群存储 1/N 的数据，每个小集群里面维护好自己的 1/N 的数据。

Redis 集群通过分区（partition）来提供一定程度的可用性（availability）： 即使集群中有一部分节点失效或者无法进行通讯， 集群也可以继续处理命令请求。

该模式的 redis 集群特点是：分治、分片。

9.1 问题

1. 容量不够，redis 如何进行扩容？

1. 并发写操作， redis 如何分摊？

1. 另外，主从模式，薪火相传模式，主机宕机，导致 ip 地址发生变化，应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息。

1. 之前通过代理主机来解决，但是 redis3.0 中提供了解决方案。就是无中心化集群配置。

9.2 集群连接

普通方式登录：可能直接进入读主机，存储数据时，会出现 MOVED 重定向操作，所以，应该以集群方式登录。

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集群登录：redis-cli -c -p 6379 采用集群策略连接，设置数据会自动切换到相应的写主机.

9.3 redis cluster 如何分配这六个节点？

• 一个集群至少要有三个主节点。
• 选项 –cluster-replicas 1 ：表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点。
• 分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的 IP 地址，每个从库和主库不在一个 IP 地址上。

9.4 什么是 slots

一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot），数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个。集群使用公式 CRC16 (key) % 16384 来计算键 key 属于哪个槽， 其中 CRC16 (key) 语句用于计算键 key 的 CRC16 校验和 。

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举个例子， 如果一个集群可以有主节点， 其中：

• 节点 A 负责处理 0 号至 5460 号插槽。
• 节点 B 负责处理 5461 号至 10922 号插槽。
• 节点 C 负责处理 10923 号至 16383 号插槽。

9.5 在集群中录入值

在 redis-cli 每次录入、查询键值，redis 都会计算出该 key 应该送往的插槽，如果不是该客户端对应服务器的插槽，redis 会报错，并告知应前往的 redis 实例地址和端口。

redis-cli 客户端提供了 –c 参数实现自动重定向。如 redis-cli -c –p 6379 登入后，再录入、查询键值对可以自动重定向。不在一个 slot 下的键值，是不能使用 mget,mset 等多键操作。

9.6 故障恢复

• 如果主节点下线？从节点能否自动升为主节点？注意：15 秒超时

• 主节点恢复后，主从关系会如何？主节点回来变成从机。

如果所有某一段插槽的主从节点都宕掉，redis 服务是否还能继续？

• 如果某一段插槽的主从都挂掉，而 cluster-require-full-coverage 为 yes ，那么整个集群都挂掉。

• 如果某一段插槽的主从都挂掉，而 cluster-require-full-coverage 为 no ，那么，该插槽数据全都不能使用，也无法存储。

9.7 Redis 集群优点

• 实现扩容

• 分摊压力

• 无中心配置相对简单

9.8 Redis 集群不足

• 多键操作是不被支持的。
• 多键的 Redis 事务是不被支持的，lua 脚本不被支持。
• 由于集群方案出现较晚，很多公司已经采用了其他的集群方案，而代理或者客户端分片的方案想要迁移至 redis cluster，需要整体迁移而不是逐步过渡，复杂度较大。