Redis集群（二）

目录

前言

数据分区

集群搭建

节点通信

Gossip消息

故障转移

数据倾斜问题

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前言

集群的作用和为什么要使用集群在上一篇文章里已经介绍过了。链接：

Redis集群（一）_玄郭郭的博客-优快云博客

Redis Cluster集群是多个主从节点组成的分布式解决方案。

做到了去中心化，高可用。也不需要哨兵来监控各个节点。

下面来逐步了解一下Redis Cluster集群

数据分区

Redis Cluster采用的是虚拟槽分区的方式，将数据进行分区。

虚拟槽分区是利用了哈希空间，通过哈希函数将数据分别映射值一个固定范围的整数集合中，每个整数就相当于一个槽，redis cluster的槽范围就0至16383，一共16384个槽位。槽是集群内数据的基本单位。对数据的迁移等操作，都是按照这个基本单位进行操作的。

Redis Custer中的每一个节点就会负责一定数量的槽。

比如集群有5个节点，那么每个节点负责的大概就是 16384/ 5 = 3276 这么多个槽位的数据。

那么数据是放到哪个槽位中的呢？

是通过这个计算公式得出来的：slot = CRC16(key) & 16383

Redis cluster为什么要使用虚拟槽来进行分区？

        1、解耦数据与节点之间的关系

        2、节点自身维护槽的映射关系

        3、简化了节点的扩容与收缩

集群搭建

参考此篇文章：Linux下Redis安装及集群搭建_玄郭郭的博客-优快云博客_linux安装redis集群

 

节点通信

因为大多数使用到redis cluster模式的，redis集群的节点会很多，那么节点之间是如何通信的呢？

redis集群采用的是Gossip （流言）协议，工作原理就是节点之间不断的通信交换信息，一段时间后所有的节点都会知道集群的完整的信息。

通信过程：

        1、集群中每个节点都会开辟一个单独的TCP通道，用于节点之间通信，通信的端口号是在基础端口号上加10000

        2、每个节点会在固定的时间内选择几个节点发送ping消息

        3、接收到ping消息的节点会通过pong消息响应。

每个节点都会跟一定数量的节点进行通信，只要每个节点间能够正常通信，经过消息的传播，经过一段时间后所有的节点的信息都会同步完成。

Gossip消息

主要是用来交换信息的。

可分为ping消息、pong消息、meet消息、fail消息。

        1、ping消息：集群中交换最频繁的消息。用于检测节点是否在线并交换信息状态的。ping消息会发送自身节点的状态和部分其他节点的状态。

        2、meet消息：通知有新节点加入。

        3、pong消息：响应消息。当接受到有ping和meet消息时，封装自身状态信息响应给发送消息的节点。

        4、fail消息：当某个节点判断集群中的另一个节点下线后，会广播fail消息给其他节点。当其他节点接收到fail消息后，会将该节点状态更新为下线状态。

故障转移

主观下线：某个节点A认为另一个节点B不可用时，会将B标注为下线状态，但这个B节点的下线状态并不是最终的状态。

客观下线：当集群内多个节点都认为某一个C节点不可用时，则C节点是客观下线。如果是持有槽的master节点客观下线了，则需要进行故障转移。

 

当节点被客观下线后，如果下线的是master节点，则会在他的从节点中选择一个节点来作为新的master节点。大致流程如下：

        1、资格检查：检查各个子节点，看谁有成为主节点的资格。

        2、准备选举时间：当找到可以成为新的主节点的节点后，会更新触发故障选举的时间，只有到达这个时间后才能执行后续流程

        3、发起选举：当从节点的定时任务检查到故障选举时间到了后，则进行开始选举。会向其他的节点发送广播选举消息。

        4、选举投票：只有主节点才可以处理收到的广播选举消息的权利，他会同意第一个发送消息的节点作为新的主节点。当有一个从节点收到了整个集群master节点数量一半加1的投票后，则会将该从节点升级为新的master节点，并通知其他节点这个信息。

        5、更新主节点：当从节点有足够的票数后，会将自己升级为新的主节点。

数据倾斜问题

日常开发过程中遇到数据问题，可以按照下面几个方向进行排查

        1、节点和槽分配不均匀

        2、不同的槽对应的数据量差异过大

        3、有大key存在

        4、内存相关配置不一致