redis分片

分片場景

在業務量相對較小的時候，可以將所有資料都存到一臺機器上，只使用redis單機模式，不存在分片問題。如果業務的資料量超過一臺物理機器的記憶體大小時，則會面對擴充套件問題，需要多臺機器去存資料，此時，需要使用到redis的分片技術。

如何分片

redis通過分slot的方式進行分片。例如有A、B、C三臺機器組成的一個叢集。對於叢集裡面的節點而言，三者會全部覆蓋16384個slots（2K位元組bit）。對於每一個請求而言，會通過一個hash演算法，得到一個2K位元組（16384個slots）範圍內的一個值，這個值則對應唯一一個節點，這個節點處理該請求。

擴容場景

當資源不夠，需要增加節點時，需要對slots進行節點的重複分配。而此時，又不能停止對外服務，解決方案如何？
假設原來有三個節點：A（0至5000），B（5001至10000），C（10001到16383）。現在需要增加第四個節點D節點進來，重新分配如下：

需要將C節點的slots，從13000~16383的slot遷移到D節點中。redis通過提供一組命令原語完成遷移操作。

遷移邏輯

遷移工作，可以使用redis-trib管理軟體進行遷移，具體原理如下：
1、對目標節點，即是D節點發送cluster setslot import 命令，讓目標節點做好準備接收遷移準備。
2、對源節點，即是C節點，傳送cluster setslot migrating命令，讓源節點做好準備遷移準備。
3、對源節點，傳送cluster getkeysinslot <slot> <count>命令，獲取對應slot的最多count個屬於slot的key名。
4、對於步驟3中獲取的key，向源節點發送命令migrate <target ip> <target port> <key_name> 0 <timeout> 命令，將被選中的鍵原子地從源節點遷移到目標節點。
5、重複上述3，4步驟，直到所有key都遷移成功

遷移期間訪問問題

當在遷移過程中，如果被訪問的slot，可能會有部分key存在在源節點，有部分在目標節點中。
1、當客戶端傳送請求到源節點的時候，源節點會檢視對應的key是否還在本節點，如果存在，則直接執行命令返回給客戶。如果不存在，則會給客戶端返回一個ASK錯誤，指引客戶端往正在匯入的目標slot去請求對應的key。客戶端可以通過返回的ASK錯誤中的目標節點進行對應KEY的請求。
2、當客戶端傳送請求到目標節點時。
1）如果客戶端請求時，帶上ASKING標識，由目標節點會執行對應KEY的查詢。正常情況下，如果是通過查詢源slot，獲取ASK錯誤之後，再到目標節點進行查詢的時候，需要帶上ASKING標識。
2）如果客戶端請求時，未帶上ASKING標識，原由上，對應的slot還屬於源節點，則目標節點會拒絕執行KEY查詢，會返回一個MOVED錯誤給客戶端，告訴客戶端對應的KEY的slot屬於源節點。正常情況下，如果第一次請求KEY到了正在遷移的目標節點，則會收到MOVED錯誤。

總結

不僅是redis，自己設計的業務系統，如果遇到資料需要不間斷對外服務的遷移擴容情況時，也可以參考redis的資料分片的遷移方案。
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