Redis集群搭建

本文详细介绍了如何搭建Redis集群,包括主从划分、配置文件修改、集群创建及高可用测试。通过集群,实现了数据分散存储和一致性保证,并在内部实现故障迁移。在测试中,验证了当主机宕机时,从机能够自动接管服务,确保了系统的稳定性。

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1 Redis集群实现

1.1Redis集群

1.1.1为什么要搭建redis集群

 通常,为了提高网站响应速度,总是把热点数据保存到内存而不是直接从后端数据库中读取。

Redis是一个很好的Cache工具。大型网站应用,热点数据往往巨大,几十G上百G是正常的事情。

由于内存大小的限制,使用一台Redis实例显然无法满足需求,这时就需要使用多台redis作为缓存数据库,

但是如何保证数据存储的一致性呢,这时就需要搭建redis集群,采用合理的机制,保证用户的正常访问需求。

采用redis集群,可以保证数据分散存储,同时保证数据存储的一致性,并且在内部实现高可用的机制,实现了服务故障的自动迁移。

1.1.2集群搭建计划

主从划分:3台主机    3台从机  共6台   端口划分   7000-7005

1.2集群搭建

1.2.1准备集群文件夹

1.准备集群文件夹

命令:mkdir cluster

2.在cluster文件夹中分别创建7000-7005文件夹

1.2.2复制配置文件

说明:将reids根目录中的redis.conf文件复制到cluster/7000/并一原名保存

命令:cp redis.conf   cluster/7000/

1.2.3編輯配置文件

1.注释本地绑定IP地址

2.关闭保护模式

3.修改端口号

4.启动后台启动

5.修改pid文件

6.修改持久化文件路径

7.设定内存优化策略

8.关闭AOF模式

9.开启集群配置

10开启集群配置文件

11.修改集群超时时间

1.2.4赋值修改或后的文件

说明:将7000文件夹下的redis.conf文件分别复制到7001-7005中

[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7001/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7002/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7003/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7004/
[root@localhost cluster]# cp 7000/redis.conf  7005/

1.2.5批量修改

说明:分别将7001-7005文件中的redis.conf文件里面的7000改为对应的端口号的名称

修改时注意方向键的使用

命令::%s7000/7001/g   批量修改配置文件

1.2.6通过脚本编辑启动/关闭指令

1.创建启动脚本   vim start.sh

2.编辑关闭脚本文件  vim shutdown.sh

3.启动redis节点

sh start.sh

4.检查redis节点是否启动异常

命令:ps -ef | grep redis

1.2.7创建redis集群

#5.0版本执行 使用C语言内部管理集群
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.35.130:7000 192.168.35.130:7001 192.168.35.130:7002 192.168.35.130:7003 192.168.35.130:7004 192.168.35.130:7005

1.2.8redis集群高可用测试

1.关闭redis主机。检查是否自动实现故障迁移

2.再次启动关闭的redis主机,检查是否能实现自动挂载

一般情况下,能够实现主从挂载

个别情况:宕机后的节点重启,可能挂载到其他主节点中(7001/7002)正确的

1.3redis集群原理

1.3.1redis集群高可用推选原理

如图所示:

原理说明:

redis的所有的节点都会保存当前redis集群中的全部主从状态信息,并且每个节点都能够互相通信。当一个节点方式宕机现象,则集群中的其他节点通过ping-pong检测机制检查redis节点是否宕机,当有半数以上的节点认为宕机,则认为主节点宕机同时又redis剩余的主节点进入选举机制,投票选举链接宕机的主节点的从机,实现故障迁移。

1.3.2Redis宕机的条件

特点:集群中如果主机宕机,那么从机会可以继续通过服务

当主机中没有从机时,则向其他主机借用多余的从机,继续提供服务,如果主机宕机时没有从机可以用,集群崩溃

答案:9个redis节点,节点宕机5-7次时集群才崩溃。

如图所示:

1.3.3Redis hash槽存储数据原理

说明:redisCluster采用分此分区,所有的键根据哈希函数(CRC16[key]%16384)映射

到0-16383槽内,均衡划分区间

算法:哈希函数:Hash()=CRC16[key]%16284

如图所示:

当向redis集群中插入数据时,首先将key进行计算,之后将计算的结果匹配到具体的某一个槽的区间内,之后再将数据set到管理该槽的节点中

如图所示:

1.4redis集群测试入门案例

package com.jt.test;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;

import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class TestCluster {
    //分片机制类似   一致性hash算法   hash槽算法
    @Test
    public void test01(){
        Set<HostAndPort>  set=new HashSet<>();
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7000));
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7001));
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7002));
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7003));
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7004));
        set.add(new HostAndPort("192.168.126.129",7005));
        JedisCluster jedisCluster=new JedisCluster(set);
        jedisCluster.set("cluster", "redis集群测试");
        System.out.println(jedisCluster.get("cluster"));
    }

}

2. Redis分区算法

1.1 hash槽算法

hash槽算法  分区算法:

说明:Redis采用此分区,所有的键跟哈希函数(CRC[key]%16384)映射到0-16383槽内,共16384个槽位,每个节点维护部分槽即槽映射的键值数据,根据主节点的个数,均匀划分区间。

算法:哈希函数 :(CRC[key]%16384)

在这里插入图片描述

当向redis集群中插入数据时,首先将key进行计算,之后将计算结果匹配到具体的某一个槽的区间内,之后再将数据set到管理该槽的节点中。

在这里插入图片描述

1.2关于算法的面试题

1.2.1关于集群/分片算法说明

问题:一个数组很多,槽位不够肿么办????    错误

解答:

1.一致性hash算法hash(key)43亿,按照顺时针方向找到最近的节点,进行set操作

2.hash槽算法(CRC[key]%16384)计算的结果规哪一个节点管理,将数据保存到节点中

核心知识:一致性

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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