惊呆了，竟然可以用这种方式秒建Redis集群？

比眉伴天荒 2023-10-07 11:48 15阅读 0赞

前面我们讲了[《Redis 性能优化的 13 条军规！》][Redis _ 13]，其中最重要的一条就是使用 Redis 的集群功能，那么本文我们就来看看，如何用 1s 钟的时间来创建一个 Redis 集群。

Redis Cluster 是 Redis 3.0 版本推出的 Redis 集群方案，它将数据分布在不同的服务区上，以此来降低系统对单主节点的依赖，并且可以大大的提高 Redis 服务的读写性能。

Redis 将所有的数据分为 16384 个 slots(槽)，每个节点负责其中的一部分槽位，当有 Redis 客户端连接集群时，会得到一份集群的槽位配置信息，这样它就可以直接把请求命令发送给对应的节点进行处理。

Redis Cluster 是无代理模式去中心化的运行模式，客户端发送的绝大数命令会直接交给相关节点执行，这样大部分情况请求命令无需转发，或仅转发一次的情况下就能完成请求与响应，所以集群单个节点的性能与单机 Redis 服务器的性能是非常接近的，因此在理论情况下，当水平扩展一倍的主节点就相当于请求处理的性能也提高了一倍，所以 Redis Cluster 的性能是非常高的。

Redis Cluster 架构图如下所示：

![image.png][]

### 搭建 Redis Cluster ###

Redis Cluster 的搭建方式有两种，一种是使用 Redis 源码中提供的 create-cluster 工具快速的搭建 Redis 集群环境，另一种是配置文件的方式手动创建 Redis 集群环境。

#### 1.快速搭建 Redis Cluster ####

create-cluster 工具在 utils/create-cluster 目录下，如下图所示：

![image.png][image.png 1]

使用命令 `./create-cluster start`

$ ./create-cluster start # 创建集群
    Starting 30001
    Starting 30002
    Starting 30003
    Starting 30004
    Starting 30005
    Starting 30006
    复制代码

接下来我们需要把以上创建的 6 个节点节点通过 `create` 命令组成一个集群，执行如下：

[@iZ2ze0nc5n41zomzyqtksmZ:create-cluster]$ ./create-cluster create # 组建集群
    >>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
    Master[0] -> Slots 0 - 5460
    Master[1] -> Slots 5461 - 10922
    Master[2] -> Slots 10923 - 16383
    Adding replica 127.0.0.1:30005 to 127.0.0.1:30001
    Adding replica 127.0.0.1:30006 to 127.0.0.1:30002
    Adding replica 127.0.0.1:30004 to 127.0.0.1:30003
    >>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
    [WARNING] Some slaves are in the same host as their master
    M: 445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593 127.0.0.1:30001
       slots:[0-5460] (5461 slots) master
    M: 63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50 127.0.0.1:30002
       slots:[5461-10922] (5462 slots) master
    M: 864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc 127.0.0.1:30003
       slots:[10923-16383] (5461 slots) master
    S: 64828ab44566fc5ad656e831fd33de87be1387a0 127.0.0.1:30004
       replicates 445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593
    S: 0b17b00542706343583aa73149ec5ff63419f140 127.0.0.1:30005
       replicates 63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50
    S: e35f06ca9b700073472d72001a39ea4dfcb541cd 127.0.0.1:30006
       replicates 864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc
    Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
    >>> Nodes configuration updated
    >>> Assign a different config epoch to each node
    >>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
    Waiting for the cluster to join
    .
    >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:30001)
    M: 445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593 127.0.0.1:30001
       slots:[0-5460] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    M: 864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc 127.0.0.1:30003
       slots:[10923-16383] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    S: e35f06ca9b700073472d72001a39ea4dfcb541cd 127.0.0.1:30006
       slots: (0 slots) slave
       replicates 864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc
    S: 0b17b00542706343583aa73149ec5ff63419f140 127.0.0.1:30005
       slots: (0 slots) slave
       replicates 63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50
    M: 63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50 127.0.0.1:30002
       slots:[5461-10922] (5462 slots) master
       1 additional replica(s)
    S: 64828ab44566fc5ad656e831fd33de87be1387a0 127.0.0.1:30004
       slots: (0 slots) slave
       replicates 445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593
    [OK] All nodes agree about slots configuration.
    >>> Check for open slots...
    >>> Check slots coverage...
    [OK] All 16384 slots covered.
    复制代码

在执行的过程中会询问你是否通过把 30001、30002、30003 作为为主节点，把 30004、30005、30006 作为它们的从节点，输入 `yes` 后会执行完成。

我们可以先使用 redis-cli 连接到集群，命令如下：

$ redis-cli -c -p 30001
    复制代码

在使用 nodes 命令来查看集群的节点信息，命令如下：

127.0.0.1:30001> cluster nodes
    864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc 127.0.0.1:30003@40003 master - 0 1585125835078 3 connected 10923-16383
    e35f06ca9b700073472d72001a39ea4dfcb541cd 127.0.0.1:30006@40006 slave 864d4dfe32e3e0b81a64cec8b393bbd26a65cbcc 0 1585125835078 6 connected
    0b17b00542706343583aa73149ec5ff63419f140 127.0.0.1:30005@40005 slave 63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50 0 1585125835078 5 connected
    63bb14023c0bf58926738cbf857ea304bff8eb50 127.0.0.1:30002@40002 master - 0 1585125834175 2 connected 5461-10922
    445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593 127.0.0.1:30001@40001 myself,master - 0 1585125835000 1 connected 0-5460
    64828ab44566fc5ad656e831fd33de87be1387a0 127.0.0.1:30004@40004 slave 445f2a86fe36d397613839d8cc1ae6702c976593 0 1585125835000 4 connected
    复制代码

可以看出 30001、30002、30003 都为主节点，30001 对应的槽位是 0-5460，30002 对应的槽位是 5461-10922，30003 对应的槽位是 10923-16383，总共有槽位 16384 个 (0 ~ 16383)。

**create-cluster 搭建的方式虽然速度很快，但是该方式搭建的集群主从节点数量固定以及槽位分配模式固定，并且安装在同一台服务器上，所以只能用于测试环境。**

我们测试完成之后，可以**使用以下命令，关闭并清理集群**：

$ ./create-cluster stop # 关闭集群
    Stopping 30001
    Stopping 30002
    Stopping 30003
    Stopping 30004
    Stopping 30005
    Stopping 30006
    $ ./create-cluster clean # 清理集群
    复制代码

#### 2.手动搭建 Redis Cluster ####

由于 create-cluster 本身的限制，在实际生产环境中我们需要使用手动添加配置的方式搭建 Redis 集群，为此我们先要把 Redis 安装包复制到 node1 到 node6 文件中，因为我们要安装 6 个节点，3 主 3 从，如下图所示：

![image.png][image.png 2]

![image.png][image.png 3]

接下来我们进行配置并启动 Redis 集群。

##### ① 设置配置文件 #####

我们需要修改每个节点内的 redis.conf 文件，设置 `cluster-enabled yes` 表示开启集群模式，并且修改各自的端口，我们继续使用 30001 到 30006，通过 `port 3000X` 设置。

##### ② 启动各个节点 #####

redis.conf 配置好之后，我们就可以启动所有的节点了，命令如下：

cd /usr/local/soft/mycluster/node1 
    ./src/redis-server redis.conf
    复制代码

##### ③ 创建集群并分配槽位 #####

之前我们已经启动了 6 个节点，但这些节点都在各自的集群之内并未互联互通，因此接下来我们需要把这些节点串连成一个集群，并为它们指定对应的槽位，执行命令如下：

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:30001 127.0.0.1:30002 127.0.0.1:30003 127.0.0.1:30004 127.0.0.1:30005 127.0.0.1:30006 --cluster-replicas 1
    复制代码

其中 create 后面跟多个节点，表示把这些节点作为整个集群的节点，而 cluster-replicas 表示给集群中的主节点指定从节点的数量，1 表示为每个主节点设置一个从节点。

在执行了 create 命令之后，系统会为我们指定节点的角色和槽位分配计划，如下所示：

>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
    Master[0] -> Slots 0 - 5460
    Master[1] -> Slots 5461 - 10922
    Master[2] -> Slots 10923 - 16383
    Adding replica 127.0.0.1:30005 to 127.0.0.1:30001
    Adding replica 127.0.0.1:30006 to 127.0.0.1:30002
    Adding replica 127.0.0.1:30004 to 127.0.0.1:30003
    >>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
    [WARNING] Some slaves are in the same host as their master
    M: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30001
       slots:[0-5460] (5461 slots) master
    M: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30002
       slots:[5461-10922] (5462 slots) master
    M: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30003
       slots:[10923-16383] (5461 slots) master
    S: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30004
       replicates bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c
    S: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30005
       replicates bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c
    S: bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c 127.0.0.1:30006
       replicates bdd1c913f87eacbdfeabc71befd0d06c913c891c
    Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): 
    复制代码

从以上信息可以看出，Redis 打算把 30001、30002、30003 设置主节点，并为他们分配的槽位，30001 对应的槽位是 0-5460，30002 对应的槽位是 5461-10922，30003 对应的槽位是 10923-16383，并且把 30005 设置为 30001 的从节点、30006 设置为 30002 的从节点、30004 设置为 30003 的从节点，我们只需要输入 `yes` 即可确认并执行分配，如下所示：

Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
    >>> Nodes configuration updated
    >>> Assign a different config epoch to each node
    >>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
    Waiting for the cluster to join
    ....
    >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:30001)
    M: 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 127.0.0.1:30001
       slots:[0-5460] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    S: abec9f98f9c01208ba77346959bc35e8e274b6a3 127.0.0.1:30005
       slots: (0 slots) slave
       replicates 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785
    S: 1a324d828430f61be6eaca7eb2a90728dd5049de 127.0.0.1:30004
       slots: (0 slots) slave
       replicates f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f
    S: dc0702625743c48c75ea935c87813c4060547cef 127.0.0.1:30006
       slots: (0 slots) slave
       replicates 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d
    M: 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 127.0.0.1:30002
       slots:[5461-10922] (5462 slots) master
       1 additional replica(s)
    M: f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 127.0.0.1:30003
       slots:[10923-16383] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    [OK] All nodes agree about slots configuration.
    >>> Check for open slots...
    >>> Check slots coverage...
    [OK] All 16384 slots covered.
    复制代码

显示 OK 表示整个集群就已经成功启动了。

接下来，我们使用 redis-cli 连接并测试一下集群的运行状态，代码如下：

$ redis-cli -c -p 30001 # 连接到集群
    127.0.0.1:30001> cluster info # 查看集群信息
    cluster_state:ok # 状态正常
    cluster_slots_assigned:16384 # 槽位数
    cluster_slots_ok:16384 # 正常的槽位数
    cluster_slots_pfail:0 
    cluster_slots_fail:0
    cluster_known_nodes:6 # 集群的节点数
    cluster_size:3 # 集群主节点数
    cluster_current_epoch:6
    cluster_my_epoch:1
    cluster_stats_messages_ping_sent:130
    cluster_stats_messages_pong_sent:127
    cluster_stats_messages_sent:257
    cluster_stats_messages_ping_received:122
    cluster_stats_messages_pong_received:130
    cluster_stats_messages_meet_received:5
    cluster_stats_messages_received:257
    复制代码

相关字段的说明已经标识在上述的代码中了，这里就不再赘述。

### 动态增删节点 ###

某些情况下，我们需要根据实际的业务情况，对已经在运行的集群进行动态的添加或删除节点，那我们就需要进行以下操作。

#### 1.增加主节点 ####

###### 添加方式一：cluster meet ######

使用 `cluster meet ip:port` 命令就可以把一个节点加入到集群中，执行命令如下：

127.0.0.1:30001> cluster meet 127.0.0.1 30007
    OK
    127.0.0.1:30001> cluster nodes
    dc0702625743c48c75ea935c87813c4060547cef 127.0.0.1:30006@40006 slave 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 0 1585142916000 6 connected
    df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7 127.0.0.1:30007@40007 master - 0 1585142917740 0 connected
    f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 127.0.0.1:30003@40003 master - 0 1585142916738 3 connected 10923-16383
    3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 127.0.0.1:30002@40002 master - 0 1585142913000 2 connected 5461-10922
    abec9f98f9c01208ba77346959bc35e8e274b6a3 127.0.0.1:30005@40005 slave 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 0 1585142917000 5 connected
    887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 127.0.0.1:30001@40001 myself,master - 0 1585142915000 1 connected 0-5460
    1a324d828430f61be6eaca7eb2a90728dd5049de 127.0.0.1:30004@40004 slave f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 0 1585142916000 4 connected
    复制代码

可以看出端口为 30007 的节点并加入到集群中，并设置成了主节点。

###### 添加方式二：add-node ######

使用 `redis-cli --cluster add-node 添加节点ip:port 集群某节点ip:port` 也可以把一个节点添加到集群中，执行命令如下：

$ redis-cli --cluster add-node 127.0.0.1:30008 127.0.0.1:30001
    >>> Adding node 127.0.0.1:30008 to cluster 127.0.0.1:30001
    >>> Performing Cluster Check (using node 127.0.0.1:30001)
    M: 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 127.0.0.1:30001
       slots:[0-5460] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    S: dc0702625743c48c75ea935c87813c4060547cef 127.0.0.1:30006
       slots: (0 slots) slave
       replicates 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d
    M: df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7 127.0.0.1:30007
       slots: (0 slots) master
    M: f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 127.0.0.1:30003
       slots:[10923-16383] (5461 slots) master
       1 additional replica(s)
    M: 1d09d26fd755298709efe60278457eaa09cefc26 127.0.0.1:30008
       slots: (0 slots) master
    M: 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 127.0.0.1:30002
       slots:[5461-10922] (5462 slots) master
       1 additional replica(s)
    S: abec9f98f9c01208ba77346959bc35e8e274b6a3 127.0.0.1:30005
       slots: (0 slots) slave
       replicates 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785
    S: 1a324d828430f61be6eaca7eb2a90728dd5049de 127.0.0.1:30004
       slots: (0 slots) slave
       replicates f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f
    [OK] All nodes agree about slots configuration.
    >>> Check for open slots...
    >>> Check slots coverage...
    [OK] All 16384 slots covered.
    [ERR] Node 127.0.0.1:30008 is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0.
    复制代码

从以上结果可以看出 30008 节点也被设置成了主节点。

#### 2.添加从节点 ####

使用 `cluster replicate nodeId` 命令就可以把当前节点设置为目标节点的从节点，执行命令如下：

127.0.0.1:30008> cluster replicate df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7
    OK
    127.0.0.1:30008> cluster nodes
    df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7 127.0.0.1:30007@40007 master - 0 1585147827000 0 connected
    abec9f98f9c01208ba77346959bc35e8e274b6a3 127.0.0.1:30005@40005 slave 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 0 1585147827000 1 connected
    1a324d828430f61be6eaca7eb2a90728dd5049de 127.0.0.1:30004@40004 slave f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 0 1585147823000 3 connected
    887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 127.0.0.1:30001@40001 master - 0 1585147826000 1 connected 0-5460
    dc0702625743c48c75ea935c87813c4060547cef 127.0.0.1:30006@40006 slave 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 0 1585147826930 2 connected
    f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 127.0.0.1:30003@40003 master - 0 1585147826000 3 connected 10923-16383
    1d09d26fd755298709efe60278457eaa09cefc26 127.0.0.1:30008@40008 myself,slave df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7 0 1585147823000 7 connected
    3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 127.0.0.1:30002@40002 master - 0 1585147827933 2 connected 5461-10922
    复制代码

可以看出 30008 已经变为 30007 的从节点了。

#### 3.删除节点 ####

使用 `cluster forget nodeId` 命令就可以把一个节点从集群中移除。 此命令和 meet 命令不同的时，删除节点需要是使用节点的 Id 进行删除，可以通过 `cluster nodes` 命令查看所有节点的 Id 信息，其中每一行的最前面的 40 位字母和数组的组合就是该节点的 Id，如下图所示：

![image.png][image.png 4]

执行命令如下：

127.0.0.1:30001> cluster forget df0190853a53d8e078205d0e2fa56046f20362a7
    OK
    复制代码

此时我们使用 `cluster nodes` 命令查看集群的所有节点信息：

127.0.0.1:30001> cluster nodes
    dc0702625743c48c75ea935c87813c4060547cef 127.0.0.1:30006@40006 slave 3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 0 1585143789940 6 connected
    f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 127.0.0.1:30003@40003 master - 0 1585143791000 3 connected 10923-16383
    3da35c40c43b457a113b539259f17e7ed616d13d 127.0.0.1:30002@40002 master - 0 1585143789000 2 connected 5461-10922
    abec9f98f9c01208ba77346959bc35e8e274b6a3 127.0.0.1:30005@40005 slave 887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 0 1585143789000 5 connected
    887397e6fefe8ad19ea7569e99f5eb8a803e3785 127.0.0.1:30001@40001 myself,master - 0 1585143786000 1 connected 0-5460
    1a324d828430f61be6eaca7eb2a90728dd5049de 127.0.0.1:30004@40004 slave f5958382af41d4e1f5b0217c1413fe19f390b55f 0 1585143791945 4 connected
    复制代码

可以看出之前的端口为 30007 的节点已经被我们成功的移除了。

### 小结 ###

本文讲了 Redis 集群的两种搭建方式：create-cluster start 和 cluster create，前一种方式虽然速度比较快，但它只能创建数量固定的主从节点，并且所有节点都在同一台服务器上，因此只能用于测试环境。我们还讲了 Redis 集群动态添加主、从节点和删除任意节点的功能。

希望本文对你有帮助，动手实践起来吧~

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[Redis _ 13]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU1NTkwODE4Mw==&mid=2247484916&idx=1&sn=d49ea56a1725aa140fc222266c1fc32f&chksm=fbcc68ccccbbe1dae2af7a65ebd8148454bf331d68006f67cfa8ca56add5df5810b173563609&scene=21#wechat_redirect
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[Java]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly91c2VyLWdvbGQtY2RuLnhpdHUuaW8vMjAyMC8yLzI3LzE3MDg2OGI3OWE5ZDU2N2Q?x-oss-process=image/format,png