Redis解析之集群（二）

1、重新分片

当槽 slot 从节点 A 向节点 B 迁移时，节点 A 和节点 B 都有该 slot ，同时节点 A 上 slot 的状态为MIGRATING，节点 B 上 slot 的状态被为IMPORTING。

• CLUSTER ADDSLOTS slot1 [slot2] … [slotN]
• CLUSTER DELSLOTS slot1 [slot2] … [slotN]
• CLUSTER SETSLOT slot NODE node
• CLUSTER SETSLOT slot MIGRATING node
• CLUSTER SETSLOT slot IMPORTING node

命令分析：
ADDSLOTS 与 DELSLOTS：表示向节点指派或者从节点移除槽 slot
CLUSTER SETSLOT slot NODE node：表示将槽 slot 指派给节点 node
MIGRATING / IMPORTING：表示将 槽 slot 迁移出或导入节点

注：
1）当某个 slot 处于 MIGRATING 状态时，原来负责该 slot 的节点仍会接收针对该 slot 的命令请求，但只有命令所对应的 key 仍存在于该节点时，该节点才会对请求进行处理；
2）当 某个 slot 处于 IMPORTING 状态时，若 key 不在该节点或未接收到 ASKING 命令，则返回客户端 MOVED 转向错误；否则，IMPORTING 节点仅在接收到 ASKING 命令之后，才会接收该 slot 的命令请求；

2、请求重定向

2.1、MOVED 转向

Redis客户端可向集群中任一 Master 或 Slave 节点发送命令请求：
1）节点对命令请求分析，若该命令是集群可执行的命令，则进一步查找命令的 key 所对应的 slot；
2）若 slot 刚好由该节点负责，则节点直接执行命令；否则，查找自身所保存的 clusterState::slots（slot 与 clusterNode 映射表），获取对应的节点 clusterNode，并向客户端返回一个 MOVED 错误（消息格式：-MOVED slot_id ip:port）；
3）客户端收到消息后，根据 ip 和 port 自动向所属节点发送请求。

注：
1）当集群处于稳定状态时，所有客户端都存储着一个 slot 与节点的映射表，这样客户端可以直接向正确的节点发送命令请求，无须转向、代理或者其他任何可能发生单点故障。
2）MOVED 转向会更新客户端 slot 与节点的映射表，此后针对 slot 的命令请求都将直接发送至新的映射节点。

2.2、ASK 转向

1）当前节点收到命令请求后，若该节点找不到请求的 key，且 key 当前处于 MIGRATING 状态，则返回客户端 ASK 错误（其中包含槽对应的 IMPORTING 节点）；
2）客户端向 IMPORTING 节点先发送一个 ASKING 命令（不可直接向IMPORTING 节点发送命令请求，否则这个针对 IMPORTING 状态的槽的命令请求将被 IMPORTING 节点拒绝）；
3）MPORTING 节点收到 ASKING 命令后，将为客户端设置一个一次性的标志（flag），使得客户端可以执行一次针对 IMPORTING 状态的槽的命令请求；
4）客户端向 MPORTING 节点发送命令请求。

注：
ASK 转向不会更新 slot 与节点的映射表，此后针对该 slot 的命令请求仍发送至原节点。

3、节点失效检测

1）当一个节点向另一个节点发送 ping 命令时，若目标节点在规定时限内未进行响应，则发送节点会将目标节点标记为 PFAIL（possible failure，可能已失效）；
2）每次节点向其他节点发送 ping 命令时，会告知自己所知道的节点信息（包括节点是否已被标记为 PFAIL 或 FAIL）；
3）当目标节点收到其他节点发送来的信息后，会标记各节点的失效情况（这称为失效报告（failure report）），若至少一个节点认为某节点已 FAIL 或 集群中超过一半的节点都认为某节点已 PFAIL，则目标节点会将该节点标记为 PFAIL；

以下两种情况，节点的 FAIL 标记会被移除：
1）若被标记为 FAIL 的是 Slave 节点，则当该节点重新上线时， FAIL 标记会被清除（Slave 节点不处理任何槽，而一个 Slave 节点是否处于 FAIL 状态，只是决定这该节点能否被提升为 Master 节点，因此保持 Slave 节点的 FAIL 状态没有意义）；
2）若被标记为 FAIL 的是 Master 节点，则若自被标记起，（4 * 节点超时时限 + 10秒）后，针对该 Master 的槽的故障转移仍未完成，并且该 Master 已经重新上线，则FAIL 标记会被清除。

4、从节点选举

参与选举条件为：
1）已下线 Master节点负责处理的槽数量非空；
2）该节点是已下线 Master 节点的从节点；
3）从节点的数据被认为是可靠的， 即主从节点之间的复制连接（replication link）的断线时长 <= 节点超时时限（node timeout） * REDIS_CLUSTER_SLAVE_VALIDITY_MULT。

若某 Slave 节点满足了以上的所有条件，则该节点将向集群中的其他 Master 节点发送授权请求，询问它们，是否允许自己升级为新的 Master。

其他 Master 同意 某 Slave 升级为 Master的条件：
1）发送授权请求的为 Slave 节点，并且它所属的 Master 处于 FAIL；
2）该 Slave 处于正常状态：没有被标记为 PFAIL 或 FAIL；
3）在该 Slave 所属的 Mater 下所有 Slave 中，该 Slave 的节点ID最小。

若已下线的Master 重新上线，则自身调整为现任主节点的从节点。

5、key 与 slot 映射关系

1）遍历 key，依次检索第一个字符“{”和第一个“}”；
2）若不存在字符“{”或“}”，亦或者第一个“{”与第一个“}”之间内容为空，则取整个 key 进行crc16运算；否则，取第一个“{”与第一个“}”之间内容进行crc16运算；
3）将“crc16运算结果&0x3FFF”，即取crc16运算低14位，为对应的 slot。