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Redis高可用架構如何搭建

發(fā)布時間:2022-11-25 09:41:49 來源:億速云 閱讀:178 作者:iii 欄目:關系型數(shù)據(jù)庫

今天小編給大家分享一下Redis高可用架構如何搭建的相關知識點,內(nèi)容詳細,邏輯清晰,相信大部分人都還太了解這方面的知識,所以分享這篇文章給大家參考一下,希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲,下面我們一起來了解一下吧。

持久化機制

在理解集群架構前,先要介紹一下redis的持久化機制,因為在后面的集群中會涉及到持久化。redis持久化是將緩存在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)根據(jù)一些規(guī)則進行落盤,以防止在redis服務宕機時可以進行數(shù)據(jù)恢復或者是集群架構中進行主從節(jié)點數(shù)據(jù)同步。redis持久化的方式有RDB和AOF兩種,在4.0版本后新出了混合持久化模式。

RDB

RDB是redis默認開啟的持久化機制,其持久化方式是按照用戶配置的規(guī)則"X秒內(nèi)至少發(fā)生過Y次改動",生成快照并落盤到dump.rdb二進制文件中。默認情況下,redis配置了三種,分別為900秒內(nèi)至少發(fā)生過1次緩存key的改動,300秒內(nèi)至少發(fā)生過10次緩存key的改動以及60秒內(nèi)至少發(fā)生過10000次改動。

Redis高可用架構如何搭建

除了redis自動快照持久化數(shù)據(jù)外,還有兩個命令可以幫助我們手動進行內(nèi)存數(shù)據(jù)快照,這兩個命令分別為savebgsave。

Redis高可用架構如何搭建

  • save:以同步的方式進行數(shù)據(jù)快照,當緩存數(shù)據(jù)量大,會阻塞其他命令的執(zhí)行,效率不高。

  • bgsave:以異步的方式進行數(shù)據(jù)快照,有redis主線程fork出一個子進程來進行數(shù)據(jù)快照,不會阻塞其他命令的執(zhí)行,效率較高。由于是采用異步快照的方式,那么就有可能發(fā)生在快照的過程中,有其他命令對數(shù)據(jù)進行了修改。為了避免這個問題reids采用了寫時復制(Cpoy-On-Write)的方式,因為此時進行快照的進程是由主線程fork出來的,所以享有主線程的資源,當快照過程中發(fā)生數(shù)據(jù)改動時,那么該數(shù)據(jù)會被復制一份并生成副本數(shù)據(jù),子進程會將改副本數(shù)據(jù)寫入到dump.rdb文件中。

RDB快照是以二進制的方式進行存儲的,所以在數(shù)據(jù)恢復時,速度會比較快,但是它存在數(shù)據(jù)丟失的風險。假如設置的快照規(guī)則為60秒內(nèi)至少發(fā)生100次數(shù)據(jù)改動,那么在50秒時,redis服務由于某種原因突然宕機了,那在這50秒內(nèi)的所有數(shù)據(jù)將會丟失。

AOF

AOF是Redis的另一種持久化方式,與RDB不同時是,AOF記錄著每一條更改數(shù)據(jù)的命令并保存到磁盤下的appendonly.aof文件中,當redis服務重啟時,會加載該文將并再次執(zhí)行文件中保存的命令,從而達到數(shù)據(jù)恢復的效果。默認情況下,AOF是關閉的,可以通過修改conf配置文件來進行開啟。

 # appendonly no  關閉AOF持久化
 appendonly yes   # 開啟AOF持久化
 # The name of the append only file (default: "appendonly.aof")
 appendfilename "appendonly.aof" # 持久化文件名

AOF提供了三種方式,可以讓命令保存到磁盤。默認情況下,AOF采用appendfsync everysec的方式進行命令持久化。

appendfsync always #每次有新的改寫命令時,都會追加到磁盤的aof文件中。數(shù)據(jù)安全性最高,但效率最慢。
appendfsync everysec # 每一秒,都會將改寫命令追加到磁盤中的aof文件中。如果發(fā)生宕機,也只會丟失1秒的數(shù)據(jù)。
appendfsync no #不會主動進行命令落盤,而是由操作系統(tǒng)決定什么時候?qū)懭氲酱疟P。數(shù)據(jù)安全性不高。

開啟AOF后需要重新啟動redis服務,當再次執(zhí)行相關改寫命令時,aof文件中會記錄操作的命令。

Redis高可用架構如何搭建

Redis高可用架構如何搭建

相對于RDB,雖然AOF的數(shù)據(jù)安全性更高,但是隨著服務的持續(xù)運行,aof的文件也會越來越大,等到下次恢復數(shù)據(jù)時,速度會越來越慢。如果RDB和AOF都開啟,在恢復數(shù)據(jù)時,redis會優(yōu)先選擇AOF,畢竟AOF丟失的數(shù)據(jù)更少啊。


RDBAOF
恢復效率
數(shù)據(jù)安全性
空間占用

混合模式

由于RDB持久化方式容易造成數(shù)據(jù)丟失,AOF持久化方式數(shù)據(jù)恢復較慢,所以在redis4.0版本后,新出來混合持久化模式。混合持久化將RDB和AOF的優(yōu)點進行了集成,并而且依賴于AOF,所以在使用混合持久化前,需要開啟AOF。在開啟混合持久化后,當發(fā)生AOF重寫時,會將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)以RDB的數(shù)據(jù)格式保存到aof文件中,在下一次的重寫之前,混合持久化會追加保存每條改寫命令到aof文件中。當需要恢復數(shù)據(jù)時,會加載保存的rdb內(nèi)容數(shù)據(jù),然后再繼續(xù)同步aof指令。

  # AOF重寫配置,當aof文件達到60MB并且比上次重寫后的體量多100%時自動觸發(fā)AOF重寫  auto-aof-rewrite-percentage 100
  auto-aof-rewrite-min-size 64mb
  
  aof-use-rdb-preamble yes # 開啟混合持久化# aof-use-rdb-preamble no # 關閉混合持久化

AOF重寫是指當aof文件越來越大時,redis會自動優(yōu)化aof文件中無用的命令,從而減少文件體積。比如在處理文章閱讀量時,每查看一次文章就會執(zhí)行一次Incr命令,但是隨著閱讀量的不斷增加,aof文件中的incr命令也會積累的越來越多。在AOF重寫后,將會刪除這些沒用的Incr命令,將這些命令直接替換為set key value命令。除了redis自動重寫AOF,如果需要,也可以通過bgrewriteaof命令手動觸發(fā)。

主從復制

在生產(chǎn)環(huán)境中,一般不會直接配置單節(jié)點的redis服務,這樣壓力太大。為了緩解redis服務壓力,可以搭建主從復制,做讀寫分離。redis主從復制,是有一個主節(jié)點Master和多個從節(jié)點Slave組成。主從節(jié)點間的數(shù)據(jù)同步只能是單向傳輸?shù)?,只能由Master節(jié)點傳輸?shù)絊lave節(jié)點。

Redis高可用架構如何搭建

環(huán)境配置

準備三臺linux服務器,其中一臺作為redis的主節(jié)點,兩臺作為reids的從節(jié)點。如果沒有足夠的機器可以在同一臺機器上面將redis文件多復制兩份并更改端口號,這樣可以搭建一個偽集群。

IP主/從節(jié)點端口版本
192.168.36.12863795.0.14
192.168.36.13063795.0.14
192.168.36.13163795.0.14
  1. 配置從節(jié)點36.130,36.131機器中reids.conf

修改redis.conf文件中的replicaof,配置主節(jié)點的ip和端口號,并且開啟從節(jié)點只讀。

Redis高可用架構如何搭建

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  1. 啟動主節(jié)點36.128機器中reids服務

 ./src/redis-server redis.conf

Redis高可用架構如何搭建3.  依次啟動從節(jié)點36.130,36.131機器中的redis服務

 ./src/redis-server redis.conf

啟動成功后可以看到日志中顯示已經(jīng)與Master節(jié)點建立的連接。Redis高可用架構如何搭建如果出現(xiàn)與Master節(jié)點的連接被拒,那么先檢查Master節(jié)點的服務器是否開啟防火墻,如果開啟,可以開放6379端口或者關閉防火墻。如果防火墻被關閉但連接仍然被拒,那么可以修改Master節(jié)點服務中的redis.conf文件。將bing 127.0.0.1修改為本機對外的網(wǎng)卡ip或者直接注釋掉即可,然后重啟服務器即可。Redis高可用架構如何搭建

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  1. 查看狀態(tài)

全部節(jié)點啟動成功后,Master節(jié)點可以查看從節(jié)點的連接狀態(tài),offset偏移量等信息。

 info replication # 主節(jié)點查看連接信息

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數(shù)據(jù)同步流程

  • 全量數(shù)據(jù)同步Redis高可用架構如何搭建主從節(jié)點之間的數(shù)據(jù)同步是通過建立socket長連接來進行傳輸?shù)摹.擲lave節(jié)點啟動時,會與Master節(jié)點建立長連接,并且發(fā)送psync同步數(shù)據(jù)命令。當Master節(jié)點收到psync命令時,會執(zhí)行pgsave進行rdb內(nèi)存數(shù)據(jù)快照(這里的rdb快照與conf文件中是否開啟rdb無關),如果在快照過程中有新的改寫命令,那么Master節(jié)點會將這些命令保存到repl buffer緩沖區(qū)中。當快照結(jié)束后,會將rdb傳輸給Slave節(jié)點。Slave節(jié)點在接收到rdb后,如果存在舊數(shù)據(jù),那么會將這些舊數(shù)據(jù)清除并加載rdb。加載完成后會接受master緩存在repl buffer中的新命令。在這些步驟全部執(zhí)行完成后,主從節(jié)點已經(jīng)算連接成功了,后續(xù)Master節(jié)點的命令會不斷的發(fā)送到Slave節(jié)點。如果在高并發(fā)的情況下,可能會存在數(shù)據(jù)延遲的情況。

  • 部分數(shù)據(jù)同步

Redis高可用架構如何搭建

部分數(shù)據(jù)同步發(fā)生在Slave節(jié)點發(fā)生宕機,并且在短時間內(nèi)進行了服務恢復。短時間內(nèi)主從節(jié)點之間的數(shù)據(jù)差額不會太大,如果執(zhí)行全量數(shù)據(jù)同步將會比較耗時。部分數(shù)據(jù)同步時,Slave會向Master節(jié)點建立socket長連接并發(fā)送帶有一個offset偏移量的數(shù)據(jù)同步請求,這個offset可以理解數(shù)據(jù)同步的位置。Master節(jié)點在收到數(shù)據(jù)同步請求后,會根據(jù)offset結(jié)合buffer緩沖區(qū)內(nèi)新的改寫命令進行位置確定。如果確定了offset的位置,那么就會將這個位置往后的所有改寫命令發(fā)送到Slave節(jié)點。如果沒有確定offset的位置,那么會再次執(zhí)行全量數(shù)據(jù)同步。比如,在Slave節(jié)點沒有宕機之前命令已經(jīng)同步到了offset=11這個位置,當該節(jié)點重啟后,向Master節(jié)點發(fā)送該offset,Master根據(jù)offset在緩沖區(qū)中進行定位,在定位到11這個位置后,將該位置往后的所有命令發(fā)送給Slave。在數(shù)據(jù)同步完成后,后續(xù)Master節(jié)點的命令會不斷的發(fā)送到該Slave節(jié)點

Redis高可用架構如何搭建

優(yōu)缺點

  • 優(yōu)點

    1. 可以實現(xiàn)一主多從,讀寫分離,減輕Master節(jié)點讀操作壓力

    2. 是哨兵,集群架構的基礎

  • 缺點

    1. 不具備自動主從切換功能,當Master節(jié)點宕機后,需要手動切換主節(jié)點

    2. 容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致,當Master節(jié)點宕機前,如果有數(shù)據(jù)未同步,則會造成數(shù)據(jù)丟失

哨兵模式

哨兵模式對主從復制進行了進一步優(yōu)化,獨立出單獨的哨兵進程用于監(jiān)控主從架構中的服務器狀態(tài),一旦發(fā)生宕機,哨兵會在短時間內(nèi)選舉出新的Master節(jié)點并進行主從切換。不僅如此,在多哨兵的節(jié)點下,每個哨兵都會相互進行監(jiān)控,監(jiān)控哨兵節(jié)點是否宕機。

Redis高可用架構如何搭建

環(huán)境配置

IP主/從節(jié)點端口哨兵端口版本
192.168.36.1286379263795.0.14
192.168.36.1306379263795.0.14
192.168.36.1316379263795.0.14

主從復制是哨兵模式的基礎,所以在搭建哨兵前需要完成主從復制的配置。在搭建完主從后,哨兵的搭建就容易很多。 找到安裝目錄下的sentinel.conf文件并進行修改。主要修改兩個地方,分別為哨兵端口port和監(jiān)控的主節(jié)點ip地址和端口號。

Redis高可用架構如何搭建

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在配置完成后,可以使用命令啟動各機器的哨兵服務。啟動成功后,可查看redis服務和哨兵服務的進行信息。

Redis高可用架構如何搭建

Redis高可用架構如何搭建搭建成功后,就來通過代碼演示主節(jié)點宕機的情況下,哨兵是否會幫助系統(tǒng)自動進行主備切換。在springboot項目中引入對應的pom,并配置對應的redis哨兵信息。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    <version>2.2.2.RELEASE</version></dependency><dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-pool2</artifactId>
    <version>2.4.2</version></dependency>
server:
  port: 8081spring:
  redis:
    sentinel:
      master: mymaster # 主服務節(jié)點
      nodes: 192.168.36.128:26379,192.168.36.130:26379,192.168.36.131:26379 #哨兵節(jié)點
    timeout: 3000 #連接超時時間
@Slf4j
@RestController
public class RedisTest {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    
    /*
    * 每秒鐘向redis中寫入數(shù)據(jù),中途kill掉主節(jié)點進程,模擬宕機
    */
    @GetMapping("/redis/testSet")
   public void test(@RequestParam(name = "key") String key,
                    @RequestParam(name = "value") String value) throws InterruptedException {
        int idx=0;
        for(;;){
            try {
                idx++;
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(key+idx, value);
                log.info("=====存儲成功:{},{}=====",key+idx,value);
            }catch (Exception e){
                log.error("====連接redis服務器失敗:{}====",e.getMessage());
            }
            Thread.sleep(1000);
        }
   }
}

當啟動服務后,通過節(jié)后向后端傳遞數(shù)據(jù),可以看到輸出的日志,表示redis哨兵集群已經(jīng)可以正常運行了。那么這個時候kill掉36.128機器上的主節(jié)點,模擬服務宕機。通過日志可以知道,服務出現(xiàn)異常了,在過十幾秒發(fā)現(xiàn)哨兵已經(jīng)自動幫系統(tǒng)進行了主從切換,并且服務也可以正常訪問了。Redis高可用架構如何搭建

2022-11-14 22:20:23.134  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test14,123=====
2022-11-14 22:20:24.142  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test15,123=====
2022-11-14 22:20:24.844  INFO 8764 --- [xecutorLoop-1-1] i.l.core.protocol.ConnectionWatchdog     : Reconnecting, last destination was /192.168.36.128:6379
2022-11-14 22:20:26.909  WARN 8764 --- [ioEventLoop-4-4] i.l.core.protocol.ConnectionWatchdog     : Cannot reconnect to [192.168.36.128:6379]: Connection refused: no further information: /192.168.36.128:6379
2022-11-14 22:20:28.165 ERROR 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : ====連接redis服務器失敗:Redis command timed out; nested exception is io.lettuce.core.RedisCommandTimeoutException: Command timed out after 3 second(s)====
2022-11-14 22:20:31.199  INFO 8764 --- [xecutorLoop-1-1] i.l.core.protocol.ConnectionWatchdog     : Reconnecting, last destination was 192.168.36.128:6379
2022-11-14 22:20:52.189 ERROR 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : ====連接redis服務器失敗:Redis command timed out; nested exception is io.lettuce.core.RedisCommandTimeoutException: Command timed out after 3 second(s)====
2022-11-14 22:20:53.819  WARN 8764 --- [ioEventLoop-4-2] i.l.core.protocol.ConnectionWatchdog     : Cannot reconnect to [192.168.36.128:6379]: Connection refused: no further information: /192.168.36.128:6379
2022-11-14 22:20:56.194 ERROR 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : ====連接redis服務器失敗:Redis command timed out; nested exception is io.lettuce.core.RedisCommandTimeoutException: Command timed out after 3 second(s)====
2022-11-14 22:20:57.999  INFO 8764 --- [xecutorLoop-1-2] i.l.core.protocol.ConnectionWatchdog     : Reconnecting, last destination was 192.168.36.128:6379
2022-11-14 22:20:58.032  INFO 8764 --- [ioEventLoop-4-4] i.l.core.protocol.ReconnectionHandler    : Reconnected to 192.168.36.131:6379
2022-11-14 22:20:58.040  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test24,123=====
2022-11-14 22:20:59.051  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test25,123=====
2022-11-14 22:21:00.057  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test26,123=====
2022-11-14 22:21:01.065  INFO 8764 --- [nio-8081-exec-2] com.gz.redis.RedisTest                   : =====存儲成功:test27,123=====

故障轉(zhuǎn)移

在多個哨兵的模式下,每個哨兵都會向redis節(jié)點發(fā)送心跳包來檢測節(jié)點的運行狀態(tài)。如果某個哨兵發(fā)現(xiàn)主節(jié)點連接超時了,沒有收到心跳,那么系統(tǒng)并不會立刻進行故障轉(zhuǎn)移,這種情況叫做主觀下線。如果后續(xù)的哨兵節(jié)點發(fā)現(xiàn),與主節(jié)點的心跳也失敗了并且哨兵數(shù)量超過2個,那么這個時候就會認為主節(jié)點客觀下線,并且會進行故障轉(zhuǎn)移,這個客觀下線的數(shù)值可以在哨兵的配置文件中進行配置。

sentinel monitor master 192.168.36.128 6378 2

登錄后復制

在故障轉(zhuǎn)移前,需要選舉出一個哨兵leader來進行Master節(jié)點的重新選舉。哨兵的選舉過程大致可以分為三步:

  • 當某個的哨兵確定主節(jié)點已經(jīng)下線時,會像其他哨兵發(fā)送is-master-down-by-addr命令,要求將自己設為leader,并處理故障轉(zhuǎn)移工作。

  • 其他哨兵在收到命令后,進行投票選舉

  • 如果票數(shù)過半時,那么發(fā)送命令的哨兵節(jié)點將成為主節(jié)點,并進行故障轉(zhuǎn)移。

當選舉出主哨兵后,那么這個主哨兵就會過濾掉宕機的redis節(jié)點,重新選舉出Master節(jié)點。首先會根據(jù)redis節(jié)點的優(yōu)先級進行選舉(slave-priority),數(shù)值越大的從節(jié)點將會被選舉為主節(jié)點。如果這個優(yōu)先級相同,那么主哨兵節(jié)點就會選擇數(shù)據(jù)最全的從節(jié)點作為新的主節(jié)點。如果還是選舉失敗,那么就會選舉出進程id最小的從節(jié)點作為主節(jié)點。

腦裂

在集群環(huán)境下會由于網(wǎng)絡等原因出現(xiàn)腦裂的情況,所謂的腦裂就是由于主節(jié)點和從節(jié)點和哨兵處于不同的網(wǎng)絡分區(qū),由于網(wǎng)絡波動等原因,使得哨兵沒有能夠即使接收到主節(jié)點的心跳,所以通過選舉的方式選舉了一個從節(jié)點為新的主節(jié)點,這樣就存在了兩個主節(jié)點,就像一個人有兩個大腦一樣,這樣會導致客戶端還在像老的主節(jié)點那里寫入數(shù)據(jù),新節(jié)點無法同步數(shù)據(jù),當網(wǎng)絡恢復后,哨兵會將老的主節(jié)點降為從節(jié)點,這時再從新主節(jié)點同步數(shù)據(jù),這會導致大量數(shù)據(jù)丟失。如果需要避免腦裂的問題,可以配置下面兩行信息。

 min-replicas-to-write 3 # 最少從節(jié)點為3
 min-replicas-max-lag 10 # 表示數(shù)據(jù)復制和同步的延遲不能超過10秒

優(yōu)缺點

優(yōu)點:除了擁有主從復制的優(yōu)點外,還可以進行故障轉(zhuǎn)移,主從切換,系統(tǒng)更加可靠。

缺點:故障轉(zhuǎn)移需要花費一定的時間,在高并發(fā)場景下容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。不容易實現(xiàn)在線擴容。

Cluster模式

哨兵模式中雖然在主節(jié)點宕機的情況下能夠做到主從切換,但是在切換的過程中需要花費十幾秒或者更久的時間,會造成部分數(shù)據(jù)的丟失。如果在并發(fā)量不高的情況下,可以使用該集群模式,但是在高并發(fā)的情況下,這十幾秒的時間可能會造成嚴重的后果,所以,在很多互聯(lián)網(wǎng)公司都是采用Cluster集群架構。Cluster集群中由多個redis節(jié)點組成,每個redis服務節(jié)點都有一個Master節(jié)點和多個Slave節(jié)點,在進行數(shù)據(jù)存儲時,redis會對數(shù)據(jù)的key進行hash運算并根據(jù)運算結(jié)果分配到不同的槽位。一般情況下,Cluster集群架構要設置6個節(jié)點(三主三從)。

Redis高可用架構如何搭建

環(huán)境搭建

由于只有三臺虛擬機,所以需要在每臺服務器上面搭建兩個redis服務,端口分別為6379和6380,這個剛好可以構建6個節(jié)點。

IP主/從節(jié)點端口版本
192.168.36.128-63795.0.14
192.168.36.128-63805.0.14
192.168.36.130-63795.0.14
192.168.36.130-63805.0.14
192.168.36.131-63795.0.14
192.168.36.131-63805.0.14

為了看起來不是那么混亂,可以為cluster新建一個文件夾,并將redis的文件拷貝到cluster文件夾中,并修改文件夾名為redis-6379,reids-6380。Redis高可用架構如何搭建

新建完成后,修改每個節(jié)點的redis.conf配置文件,找到cluster相關的配置位置,將cluster-enable更改為yes,表示開啟集群模式。開啟后,需要修改集群節(jié)點連接的超時時間cluster-node-timeout,節(jié)點配置文件名cluster-config-file等等,需要注意的是,同一臺機器上面的服務節(jié)點記得更改端口號。Redis高可用架構如何搭建

Redis高可用架構如何搭建

Redis高可用架構如何搭建

Redis高可用架構如何搭建

在每個節(jié)點都配置完成后,可以依次啟動各節(jié)點。啟動成功后,可以查看redis的進程信息,后面有明顯的標識為[cluster]。

Redis高可用架構如何搭建

現(xiàn)在雖然每個節(jié)點的redis都已經(jīng)正常啟動了,但是每個節(jié)點之間并沒有任何聯(lián)系啊。所以這個時候還需要最后一步,將各節(jié)點建立關系。在任意一臺機器上運行下面的命令-- cluster create ip:port,進行集群創(chuàng)建。命令執(zhí)行成功后,可以看到槽位的分布情況和主從關系。

./src/redis-cli --cluster create 192.168.36.128:6379 192.168.36.128:6380 192.168.36.130:6379 192.168.36.130:6380 192.168.36.131:6379 192.168.36.131:6380 --cluster-replicas 1復制代碼

Redis高可用架構如何搭建

cluster成功啟動后,可以在代碼中簡單的測試一下,這里的代碼依舊采用哨兵模式中的測試代碼,只是將sentinel相關的信息注釋掉并加上cluster的節(jié)點信息即可。

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes: 192.168.36.128:6379,192.168.36.128:6380,192.168.36.130:6379,192.168.36.130:6380,192.168.36.131:6379,192.168.36.131:6380#    sentinel:#      master: mymaster#      nodes: 192.168.36.128:26379,192.168.36.130:26379,192.168.36.131:26379
    timeout: 3000
    lettuce:
      pool:
        max-active: 80
        min-idle: 50

數(shù)據(jù)分片

Cluster模式下由于存在多個Master節(jié)點,所以在存儲數(shù)據(jù)時,需要確定將這個數(shù)據(jù)存儲到哪臺機器上。上面在啟動集群成功后可以看到每臺Master節(jié)點都有自己的一個槽位(Slots)范圍,Master[0]的槽位范圍是0 - 5460,Master[1]的槽位范圍是5461 - 10922,Master[2]的槽位范圍是10922 - 16383。redis在存儲前會通過CRC16方法計算出key的hash值,并與16383進行位運算來確定最終的槽位值。所以,可以知道確定槽位的方式就是 CRC16(key) & 16383。計算出槽位后,此時在java服務端并不知道這個槽位對應到哪一臺redis服務,其實在java服務端啟動服務時會將redis的相關槽位和映射的ip信息進行一個本地緩存,所以知道槽位后,就會知道對應槽位的ip。

選舉機制

cluster模式中的選舉與哨兵中的不同。當某個從節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己的主節(jié)點狀態(tài)變?yōu)閒ail狀態(tài)時,便嘗試進行故障轉(zhuǎn)移。由于掛掉的主節(jié)點可能會有多個從節(jié)點,從而存在多個從節(jié)點競爭成為新主節(jié)點 。其選舉過程大概如下:

  • 從節(jié)點將自己記錄的集群currentEpoch加1,并廣播FAILOVER_AUTH_REQUEST信息,通知集群中的所有節(jié)點,需要進行重新選舉了。

  • 其他節(jié)點收到該信息,但只有master節(jié)點會進行響應,判斷請求者的合法性,并發(fā)送 FAILOVER_AUTH_ACK,對每一個epoch只發(fā)送一次ack。

  • 發(fā)送通知的從節(jié)點會收集各master主節(jié)點返回的FAILOVER_AUTH_ACK。

  • 如果該從節(jié)點收到的ack數(shù)過半,那么該節(jié)點就會被選舉為新的Master主節(jié)點。成為主節(jié)點后,廣播通知其他小集群節(jié)點

優(yōu)缺點

優(yōu)點:

  • 有多個主節(jié)點,做到去中心化。

  • 數(shù)據(jù)可以槽位進行分布存儲

  • 擴展性更高,可用性更高。cluster集群中的節(jié)點可以在線添加或刪除,官方推薦節(jié)點數(shù)不超1000。當部分Master節(jié)點不可用時,整個集群任然可以正常工作。

缺點:

  • 數(shù)據(jù)通過異步復制,不保證數(shù)據(jù)的強一致性

  • Slave節(jié)點在集群中充當冷備,不能緩解讀壓力

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