Redis 复制与集群

我就是我 2022-08-07 05:47 28阅读 0赞

## 复制 ##

为提高高可用性，排除单点故障，redis支持主从复制功能。  
其整体结构是一个有向无环图。

### 同步方式 ###

分为两种：

*  全同步  
    全同步是第一次从机连主机是进行的同步，主机会生成一个RDB文件给从机，然后从机加载该文件。  
    并且如果从机掉线时间很长时也会触发这个同步，掉线时间短时使用另外的策略
 *  部分同步  
    当主机收到修改命令之后会把命令发给从机进行部分同步。  
    这里会有一个缓存区，主要是用来，如果有从机掉线，再次连接的时候会优先使用缓存区中的数据进行同步，是在不行才使用全同步
 *  同步过程

public void sync(String syncCommond){
        if(valid(masterid, offset)){
            // 表示能够通过部分同步找回
            sendCommandCache();
        }else{
            // 进行全同步
            generateRDB();
            transferRDB();
        }
    }

### 问题 ###

单主单从的情况下，读写分离很好，但是如果万一主挂了，这样就无法写了  
或者单主多从时，如果主挂了，也无法进行同步了。这样就需要选举出一个新的主来作为主机。

### 主从切换 ###

使用Sentinel，其包含如下功能：

*  监控  
    监控服务器节点
 *  提醒  
    当监控的节点出现问题时，可以通过api通知其他应用等
 *  故障转移  
    当主挂掉时会选举新的从服务器为主服务器，代替原来主服务器的地位

## 集群 ##

主从为了提高可用性，防止单点故障。  
集群则是为了伸缩性了

### key映射到节点的算法 ###

对于集群的情况，经常会涉及一个key存在哪个节点中去。  
一般有hash/mod的方式，但是有着增删节点重算的致命问题。  
另外还有一致性hash算法，memcache客户端的算法就是这种算法，分成一个2^31的槽圆环，对节点进行hash,对key进行hash,选择顺时针离key最近的节点保存key-value，这样可以最少的影响原数据，还可以具有hash的平衡性等好的优点。  
Redis使用的是另外一种：  
内置16384 个hash槽，把这些槽大致均匀的分到节点中，每个节点都记录哪些槽给了自己以及给了别人。然后对key算hash/16384, 放到对应的节点中，如果新的节点来了，那么重新分割他一些槽同时更新各个节点中的记录，并且把槽中的记录同时也发给新的节点。

### 握手 ###

节点信息的结构

class Node{
        private long time; // 创建时间
        private String name; // 名称
        private int flag;   // 标示主从，或者在线状态
        private String ip;
        private int port;
        private ClusterState clusterState; // 集群信息
    }
    
    class ClusterState{
        private Node myself;
        private int state;
        private int size; // 知道包含一个槽的节点数量
        private Dictionary nodes;  // 集群节点名单
    }

size为0， 则state为集群下线。  
握手就是节点加入到已有集群的一种方式，主要是为了丰富nodeList。握手的过程如下：

*  B向A发送CLUSTER MEET
 *  A为B创建Node结构，并且加到clusterState.nodes中
 *  A向B发送MEET消息，B再未A创建Node,加入自己
 *  然后B向A发送PONG,A向B返回PING完成握手

### 集群行为 ###

当集群接收到请求之后：

*  一个节点接收到了请求，会检查是否自己的槽，不是则返回MOVED，告诉客户端去哪个槽
 *  重新分片是由客户端去做的， 把一个槽的所有键值转到另外的槽
 *  如果正在进行转移，客户请求没有命中，则会返回ask消息，让客户端去另外的节点去找
 *  集群中如果有主从，那么从节点复制主节点，主几点下线之后，从节点升级代替主节点