redis集群特性有哪些

本篇内容介绍了“redis集群特性有哪些”的有关知识,在实际案例的操作过程中,不少人都会遇到这样的困境,接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧!希望大家仔细阅读,能够学有所成!

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redis3.0集群特性

主从复制(读写分离)

主从复制的好处有2点:

  • 1、 避免redis单点故障

  • 2、 构建读写分离架构,满足读多写少的应用场景

设置主从

创建6379、6380、6381目录,分别将安装目录下的redis.conf拷贝到这三个目录下。

分别进入这三个目录,分别修改配置文件,将端口分别设置为:6379(Master)、6380(Slave)、6381(Slave)。同时要设置pidfile文件为不同的路径。

在redis中设置主从有2种方式:

  • 1、 在redis.conf中设置slaveof
    a) slaveof

  • 2、 使用redis-cli客户端连接到redis服务,执行slaveof命令
    a) slaveof

第二种方式在重启后将失去主从复制关系。

查看主从信息:INFO replication

主:

role:角色

connected_slaves:从库数量

slave0:从库信息

从:

主从从架构

从库只读

默认情况下redis数据库充当slave角色时是只读的不能进行写操作。
可以在配置文件中开启非只读:slave-read-only no

复制的过程原理
  • 1、 当从库和主库建立MS关系后,会向主数据库发送SYNC命令;

  • 2、 主库接收到SYNC命令后会开始在后台保存快照(RDB持久化过程),并将期间接收到的写命令缓存起来;

  • 3、 当快照完成后,主Redis会将快照文件和所有缓存的写命令发送给从Redis;

  • 4、 从Redis接收到后,会载入快照文件并且执行收到的缓存的命令;

  • 5、 之后,主Redis每当接收到写命令时就会将命令发送从Redis,从而保证数据的一致;

无磁盘复制

通过前面的复制过程我们了解到,主库接收到SYNC的命令时会执行RDB过程,即使在配置文件中禁用RDB持久化也会生成,那么如果主库所在的服务器磁盘IO性能较差,那么这个复制过程就会出现瓶颈,庆幸的是,Redis在2.8.18版本开始实现了无磁盘复制功能(不过该功能还是处于试验阶段)。

原理:
Redis在与从数据库进行复制初始化时将不会将快照存储到磁盘,而是直接通过网络发送给从数据库,避免了IO性能差问题。

开启无磁盘复制:repl-diskless-sync yes

复制架构中出现宕机情况,怎么办?

如果在主从复制架构中出现宕机的情况,需要分情况看:

1、 从Redis宕机
    a)  这个相对而言比较简单,在Redis中从库重新启动后会自动加入到主从架构中,自动完成同步数据;
    b)  问题? 如果从库在断开期间,主库的变化不大,从库再次启动后,
                  主库依然会将所有的数据做RDB操作吗?还是增量更新?(从库有做持久化的前提下)

不会的,因为在Redis2.8版本后就实现了,主从断线后恢复的情况下实现增量复制。

2、 主Redis宕机

这个相对而言就会复杂一些,需要以下2步才能完成

    i.  第一步,在从数据库中执行SLAVEOF NO ONE命令,断开主从关系并且提升为主库继续服务;
    ii. 第二步,将主库重新启动后,执行SLAVEOF命令,将其设置为其他库的从库,这时数据就能更新回来;

这个手动完成恢复的过程其实是比较麻烦的并且容易出错,有没有好办法解决呢?当前有的,Redis提高的哨兵(sentinel)的功能。

哨兵(sentinel)

什么是哨兵

顾名思义,哨兵的作用就是对Redis的系统的运行情况的监控,它是一个独立进程。它的功能有2个:

  • 1、 监控主数据库和从数据库是否运行正常;

  • 2、 主数据出现故障后自动将从数据库转化为主数据库;

原理

单个哨兵的架构:

多个哨兵的架构:

多个哨兵,不仅同时监控主从数据库,而且哨兵之间互为监控。

配置哨兵

启动哨兵进程首先需要创建哨兵配置文件:

vim sentinel.conf

输入内容:

sentinel monitor taotaoMaster 127.0.0.1 6379 1

说明:

    taotaoMaster:监控主数据的名称,自定义即可,可以使用大小写字母和“.-_”符号
    127.0.0.1:监控的主数据库的IP
    6379:监控的主数据库的端口
    1:最低通过票数

启动哨兵进程:

redis-sentinel ./sentinel.conf

由上图可以看到:

  • 1、 哨兵已经启动,它的id为9059917216012421e8e89a4aa02f15b75346d2b7

  • 2、 为master数据库添加了一个监控

  • 3、 发现了2个slave(由此可以看出,哨兵无需配置slave,只需要指定master,哨兵会自动发现slave)

配置多个哨兵
vim sentinel.conf

输入内容:

sentinel monitor taotaoMaster 127.0.0.1 6381 2
sentinel monitor taotaoMaster2 127.0.0.1 6381 1

集群

即使有了主从复制,每个数据库都要保存整个集群中的所有数据,容易形成木桶效应。

使用Jedis实现了分片集群,是由客户端控制哪些key数据保存到哪个数据库中,如果在水平扩容时就必须手动进行数据迁移,而且需要将整个集群停止服务,这样做非常不好的。

Redis3.0版本的一大特性就是集群(Cluster),接下来我们一起学习集群。

架构

  • (1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.

  • (2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.

  • (3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可

  • (4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot(插槽)上,cluster 负责维护node<->slot<->value

修改配置文件

  • 1、 设置不同的端口,6379、6380、6381

  • 2、 开启集群,cluster-enabled yes

  • 3、 指定集群的配置文件,cluster-config-file “nodes-xxxx.conf”

创建集群

首先,进入redis的安装包路径下:
cd /usr/local/src/redis/redis-3.0.1/src/

执行命令:

./redis-trib.rb create --replicas 0 192.168.56.102:6379 192.168.56.102:6380 192.168.56.102:6381

–replicas 0:指定了从数据的数量为0

注意:这里不能使用127.0.0.1,否则在Jedis客户端使用时无法连接到!

redis-trib用法:

测试

什么情况??(error) MOVED 7638 127.0.0.1:6380

因为abc的hash槽信息是在6380上,现在使用redis-cli连接的6379,无法完成set操作,需要客户端跟踪重定向。

redis-cli -c

插槽的分配

通过cluster nodes命令可以查看当前集群的信息:

该信息反映出了集群中的每个节点的id、身份、连接数、插槽数等。

当我们执行set abc 123命令时,redis是如何将数据保存到集群中的呢?执行步骤:

1、  接收命令set abc 123
2、  通过key(abc)计算出插槽值,然后根据插槽值找到对应的节点。(abc的插槽值为:7638)
3、  重定向到该节点执行命令

整个Redis提供了16384个插槽,也就是说集群中的每个节点分得的插槽数总和为16384。

./redis-trib.rb 脚本实现了是将16384个插槽平均分配给了N个节点。

注意:如果插槽数有部分是没有指定到节点的,那么这部分插槽所对应的key将不能使用。

插槽和key的关系

计算key的插槽值:

key的有效部分使用CRC16算法计算出哈希值,再将哈希值对16384取余,得到插槽值。

什么是有效部分?

  • 1、 如果key中包含了{符号,且在{符号后存在}符号,并且{和}之间至少有一个字符,则有效部分是指{和}之间的部分;
    a) key={hello}_tatao的有效部分是hello

  • 2、 如果不满足上一条情况,整个key都是有效部分;
    a) key=hello_taotao的有效部分是全部

新增集群节点

再开启一个实例的端口为6382

执行脚本:

./redis-trib.rb add-node 192.168.56.102:6382 192.168.56.102:6379

已经添加成功!查看集群信息:

发现没有插槽数。

接下来需要给6382这个服务分配插槽,将6379的一部分(1000个)插槽分配给6382:

查看节点情况:

删除集群节点

想要删除集群节点中的某一个节点,需要严格执行2步:

1、 将这个节点上的所有插槽转移到其他节点上;

    a)  假设我们想要删除6380这个节点
    b)  执行脚本:./redis-trib.rb reshard 192.168.56.102:6380
    c)  选择需要转移的插槽的数量,因为3380有5128个,所以转移5128个
    d)  输入转移的节点的id,我们转移到6382节点:82ed0d63cfa6d19956dca833930977a87d6ddf7
    e)  输入插槽来源id,也就是6380的id
    f)  输入done,开始转移
    g)  查看集群信息,可以看到6380节点已经没有插槽了。

2、 使用redis-trib.rb删除节点

    a)  ./redis-trib.rb del-node 192.168.56.102:6380 4a9b8886ba5261e82597f5590fcdb49ea47c4c6c
    b)  del-node host:port node_id
    c)   
    d)  查看集群信息,可以看到已经没有6380这个节点了。

故障机制

1、  集群中的每个节点都会定期的向其它节点发送PING命令,并且通过有没有收到回复判断目标节点是否下线;
2、  集群中每一秒就会随机选择5个节点,然后选择其中最久没有响应的节点放PING命令;
3、  如果一定时间内目标节点都没有响应,那么该节点就认为目标节点疑似下线;
4、  当集群中的节点超过半数认为该目标节点疑似下线,那么该节点就会被标记为下线;
5、  当集群中的任何一个节点下线,就会导致插槽区有空档,不完整,那么该集群将不可用;
6、  如何解决上述问题?
a)  在Redis集群中可以使用主从模式实现某一个节点的高可用
b)  当该节点(master)宕机后,集群会将该节点的从数据库(slave)转变为(master)继续完成集群服务;

集群中的主从复制架构

架构:

出现故障:

4.9.3. 创建主从集群

需要启动6个redis实例,分别是:
6379(主) 6479(从)
6380(主) 6480(从)
6381(主) 6481(从)

启动redis实例:

cd 6379/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6380/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6381/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6479/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6480/ && redis-server ./redis.conf && cd ..
cd 6481/ && redis-server ./redis.conf && cd

创建集群,指定了从库数量为1,创建顺序为主库(3个)、从库(3个):

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.56.102:6379 192.168.56.102:6380 192.168.56.102:6381 192.168.56.102:6479 192.168.56.102:6480 192.168.56.102:6481

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