redis集群详解

快来打我* 2022-03-15 12:48 151阅读 0赞

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## 集群讲解： ##

**主从集群**：主从结构的redis由主节点负责读写操作，从节点负责读操作。通过持久化功能，Redis保证了即使在服务器重启的情况下也不会损失（或少量损失）数据，因为持久化会把内存中数据保存到硬盘上，重启会从硬盘上加载数据。

但是由于数据是存储在一台服务器上的，如果这台服务器出现硬盘故障等问题，也会导致数据丢失。为了避免单点故障，通常的做法是将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上，这样即使有一台服务器出现故障，其他服务器依然可以继续提供服务。为此， Redis 提供了复制（replication）功能，可以实现当一台数据库中的数据更新后，自动将更新的数据同步到其他数据库上。  
当从数据库启动时，会向主数据库发送sync命令，主数据库接收到sync后开始在后台报错快照rdb，在保存快照期间受到的命名缓存起来，当快照完成时，主数据库会将快照和缓存的命令一块发送给从。复制初始化结束。  
之后，主每受到1个命令就同步发送给从。  
当出现断开重连后，2.8之后的版本会将断线期间的命令传给重数据库。增量复制  
主从复制是乐观复制，当客户端发送写执行给主，主执行完立即将结果返回客户端，并异步的把命令发送给从，从而不影响性能。也可以设置至少同步给多少个从主才可写。

**哨兵主从集群(master-slave-sentinel)**：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU4NTQ3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
简单的主从集群有个问题，就是主节点挂了之后，无法从新选举新的节点作为主节点进行写操作，导致服务不可用  
因此，需要一种机制对主节点挂了的集群进行监控，并且重新选举主节点，这就是哨兵的作用。

哨兵的作用：就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个。

（1）监控主数据库和从数据库是否正常运行。  
（2）主数据库出现故障时自动将从数据库转换为主数据库。

\*\*redis-cluster(数据分片)：\*\*尽管可以使用哨兵主从集群实现可用性保证，但是这种实现方式每个节点的数据都是全量复制，数据存放量存在着局限性，  
受限于内存最小的节点，因此考虑采用数据分片的方式，来实现存储，这个就是redis-cluster。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU4NTQ3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

**数据分片优势：**  
去中心化，集群最大可增加1000个节点，性能随节点增加而线性扩展。  
管理方便，后续可自行增加或摘除节点，移动分槽等等。  
简单，易上手  
**原理**：  
redis cluster在设计的时候，就考虑到了去中心化，去中间件，也就是说，集群中的每个节点都是平等的关系，都是对等的，  
每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，  
这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。

Redis集群没有并使用传统的一致性哈希来分配数据，而是采用另外一种叫做哈希槽 (hash slot)的方式来分配的。  
redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当我们set一个key 时，会用CRC16算法来取模得到所属的slot，  
然后将这个key 分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384。所以我们在测试的时候看到set和get的时候，  
直接跳转到了7000端口的节点。

Redis集群会把数据存在一个master节点，然后在这个master和其对应的salve之间进行数据同步。当读取数据时，  
也根据一致性哈希算法到对应的master节点获取数据。只有当一个master挂掉之后，才会启动一个对应的salve节点，充当 master 。

redis cluster 为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，  
从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

需要注意的是：必须要3个或以上的主节点，否则在创建集群时会失败，并且当存活的主节点数小于总节点数的一半时，  
整个集群就无法提供服务了。

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