redis：redis集群方案

迈不过友情╰ 2022-08-28 09:56 244阅读 0赞

由于redis出众的性能，其在众多的移动互联网企业中得到广泛的应用。redis在3.0版本前只支持单实例模式，虽然现在的服务器内存可以到100GB、200GB的规模，但是单实例模式限制了redis没法满足业务的需求（比如新浪微博就曾经用redis存储了超过1TB的数据）。redis的开发者Antrres早在博客上就提出在redis3.0版本中加入集群的功能，但3.0版本等到2015年才发布正式版。各大企业在3.0版本还没有发布前为了解决redis的存储瓶颈，纷纷推出了各自的**redis集群**方案。这些方案的核心思想就是**把数据分片（sharding）存储在多个redis实例中，每一片就是一个redis实例**。

下面就来具体介绍一下

# 客户端分片 #

客户端分片是**把分片的逻辑放在redis客户端实现，通过redis客户端预先定义好的路由规则，把对key的访问转发到不同的实例中，最后把返回结果汇集**。这种方案的模式如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
客户端分片的好处就是所有的逻辑都是可控的，不依赖于第三方分布式中间件。开发人员清除怎么实现分片、路由的规则，不用担心踩坑

客户端分片方案有如下缺点：

*  这是一种静态的分片方案，需要增加或者减少redis实例的数量，需要手动调整分片的程序
 *  可运维性差。集群的数据出了任何问题都需要运维人员和开发人员一起合作，减缓了解决问题的速度，增加了跨部门沟通的成本
 *  在不同的客户端程序中，维护相同的分片逻辑成本巨大。比如，系统中有两套业务系统共用一套redis集群，一套业务系统用java实现，另一套业务系统用php实现。为了保持分片逻辑的一致性，在java客户端中实现的分片逻辑也需要在php客户端实现一次。相同的逻辑在不同的系统中分别实现，这种设备本来就非常糟糕，而且需要耗费巨大的开发成本保证两套业务系统分片逻辑的一致性。

# Twemproxy #

Twemproxy是由Twitter开源的redis代理，其基本原理是：**redis客户端把请求发送到Twemproxy，Twemproxy根据路由规则发送到正确的redis实例，最后Twemproxy把结果汇集返回给客户端**。

Twemproxy通过引入一个代理层，将多个redis实例进行同一管理，使得redis客户端只需要在Twemproxy上进行操作，而不需要关心后面有多少个redis实例，从而实现了redis集群。

Twemproxy集群架构如下图：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

Twemproxy的优点如下：

*  客户端像连接redis实例一样连接Twemproxy，不需要改任何的代码逻辑
 *  支持无效的redis实例的自动删除
 *  Twemproxy与redis实例保持连接，减少了客户端与redis实例的连接数

Twemproxy的缺点如下：

*  由于redis客户端的每个请求都经过Twemproxy代理才能到达redis服务器，这个过程中会产生性能损失
 *  没有友好的监控管理后台界面，不利于运维监控
 *  最大的问题在于Twemproxy无法平滑的增加redis实例。对于运维人员来说，当因为业务需要增加redis实例时工作量非常大

Twemproxy作为最被广泛使用、最久经考验、稳定性最高的Redis代理，在业界被广泛使用。

# Codis #

Twemproxy不能平滑增加Redis实例的问题带来了很大的不便，于是豌豆荚自主研发了Codis，一个支持平滑增加Redis实例的Redis代理软件，其基于Go和C语言开发，并于2014年11月在GitHub上开源。

Codis包含如下四个部分：

*  Codis Proxy：redis客户端连接到redis实例的代理，实现了redis的协议，redis客户端连接到 Codis Proxy进行各种操作。 Codis Proxy是无状态的，可以用Keepalived等负载均衡软件部署多个Codis Proxy实现高可用
 *  CodisRedis：Codis项目维护的Redis分支，添加了slot和原子的数据迁移命令。Codis上层的 Codis Proxy和Codisconfig只有与这个版本的Redis通信才能正常运行。
 *  Codisconfig：Codis管理工具。可以执行添加删除CodisRedis节点、添加删除Codis Porxy、数据迁移等操作。另外，Codisconfig自带了HTTP server，里面集成了一个管理界面，方便运维人员观察Codis集群的状态和进行相关的操作，极大地提高了运维的方便性，弥补了Twemproxy的缺点。
 *  ZooKeeper：

[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/8bda7242bd4c45e990537fd05b25b1b7.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/5da41c61d90442309db727407475584c.png