一、背景

1. 容量不夠，redis如何進行擴容？
2. 併發寫操作， redis如何分攤？
3. 另外，主從模式，薪火相傳模式，主機宕機，導致ip地址發生變化，應用程式中配置需要修改對應的主機地址、埠等資訊。
4. 之前通過代理主機來解決，但是redis3.0中提供瞭解決方案。就是無中心化叢集配置。

二、什麼是叢集

• Redis 叢集實現了對Redis的水平擴容，即啟動N個redis節點，將整個資料庫分佈儲存在這N個節點中，每個節點儲存總資料的1/N。
• Redis 叢集通過分割槽（partition）來提供一定程度的可用性（availability）： 即使叢集中有一部分節點失效或者無法進行通訊， 叢集也可以繼續處理命令請求。

三、實現一個叢集

3.1 配置基本資訊

1. 開啟daemonize yes
2. Pid檔名字
3. 指定埠
4. Log檔名字
5. Dump.rdb名字
6. Appendonly 關掉或者換名字

3.2 redis cluster配置修改

1. cluster-enabled yes 開啟叢集模式
2. cluster-config-file nodes-6379.conf 設定節點配置檔名
3. cluster-node-timeout 15000 設定節點失聯時間，超過該時間（毫秒），叢集自動進行主從切換。

include /home/bigdata/redis.conf
port 6379
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"
dbfilename "dump6379.rdb"
dir "/home/bigdata/redis_cluster"
logfile "/home/bigdata/redis_cluster/redis_err_6379.log"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-6379.conf
cluster-node-timeout 15000
 

3.3 修改redis6379.conf檔案，拷貝5份

​ 修改另外五份檔案。

3.4 啟動六個服務

3.5 合併成一個叢集

• 組合之前，請確保所有redis例項啟動後，nodes-xxxx.conf檔案都生成正常。

• 合體 cd /opt/redis-6.2.1/src

  redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.11.101:6379 192.168.11.101:6380 192.168.11.101:6381 192.168.11.101:6389 192.168.11.101:6390 192.168.11.101:6391
   
  

  此處不要用127.0.0.1， 請用真實IP地址

  --replicas 1 採用最簡單的方式配置叢集，一臺主機，一臺從機，正好三組。

3.6 登入方式

1. 普通方式登入

   可能直接進入讀主機，儲存資料時，會出現MOVED重定向操作。所以，應該以叢集方式登入。

2. -c 採用叢集策略連線，設定資料會自動切換到相應的寫主機

3.7 通過cluster nodes命令檢視叢集資訊

3.8 redis cluster 如何分配這六個節點？

• 一個叢集至少要有三個主節點。
• 選項 --cluster-replicas 1 表示我們希望為叢集中的每個主節點建立一個從節點。
• 分配原則儘量保證每個主資料庫執行在不同的IP地址，每個從庫和主庫不在一個IP地址上。

四、什麼是slots

[OK] All 16384 slots covered.

1. 一個 Redis 叢集包含 16384 個插槽（hash slot）， 資料庫中的每個鍵都屬於這 16384 個插槽的其中一個，
2. 叢集使用公式 CRC16(key) % 16384 來計算鍵 key 屬於哪個槽， 其中 CRC16(key) 語句用於計算鍵 key 的 CRC16 校驗和 。
3. 叢集中的每個節點負責處理一部分插槽。 舉個例子， 如果一個叢集可以有主節點， 其中：
   1. 節點 A 負責處理 0 號至 5460 號插槽。
   2. 節點 B 負責處理 5461 號至 10922 號插槽。
   3. 節點 C 負責處理 10923 號至 16383 號插槽。

五、叢集操作

在redis-cli每次錄入、查詢鍵值，redis都會計算出該key應該送往的插槽，如果不是該客戶端對應伺服器的插槽，redis會報錯，並告知應前往的redis例項地址和埠。

在叢集中插入值
redis-cli客戶端提供了 –c 引數實現自動重定向。
如 redis-cli -c –p 6379 登入後，再錄入、查詢鍵值對可以自動重定向。
不在一個slot下的鍵值，是不能使用mget,mset等多鍵操作。

可以通過{}來定義組的概念，從而使key中{}內相同內容的鍵值對放到一個slot中去。

查詢叢集中的值
CLUSTER GETKEYSINSLOT 返回 count 個 slot 槽中的鍵。

六、故障恢復

如果主節點下線？從節點能否自動升為主節點？注意：15秒超時

主節點恢復後，主從關係會如何？主節點回來變成從機。

如果所有某一段插槽的主從節點都宕掉，redis服務是否還能繼續?
如果某一段插槽的主從都掛掉，而cluster-require-full-coverage 為yes ，那麼 ，整個叢集都掛掉
如果某一段插槽的主從都掛掉，而cluster-require-full-coverage 為no ，那麼，該插槽資料全都不能使用，也無法儲存。
redis.conf中的引數 cluster-require-full-coverage

七、叢集的jedis開發

即使連線的不是主機，叢集會自動切換主機儲存。主機寫，從機讀。

無中心化主從叢集。無論從哪臺主機寫的資料，其他主機上都能讀到資料。

public class JedisClusterTest {
  public static void main(String[] args) { 
     Set<HostAndPort>set =new HashSet<HostAndPort>();
     set.add(new HostAndPort("192.168.31.211",6379));
     JedisCluster jedisCluster=new JedisCluster(set);
     jedisCluster.set("k1", "v1");
     System.out.println(jedisCluster.get("k1"));
  }
}

八、叢集的優缺點

優勢：

• 實現擴容
• 分攤壓力
• 無中心配置相對簡單

劣勢：

• 多鍵操作是不被支援的
• 多鍵的Redis事務是不被支援的。lua指令碼不被支援
• 由於叢集方案出現較晚，很多公司已經採用了其他的叢集方案，而代理或者客戶端分片的方案想要遷移至redis cluster，需要整體遷移而不是逐步過渡，複雜度較大。