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Redis部署集群详解（附带实例）

Redis 集群是一个分布式的、容错的内存键值对服务，集群模式可以使用普通单机模式下 Redis  所能使用的功能的一个子集。例如，Redis 集群并不支持处理多个键的命令。

Redis 集群有以下几个重要特征：

Redis集群的架构

Redis 集群的架构如下图所示：


图 1 Redis 集群的架构

可以看出，Redis 集群有以下几个细节：

部署Redis集群模式

部署 Redis 集群模式的步骤如下：
1) 准备节点。Redis 集群一般由不少于 6 个的节点组成，因为这样才能保证集群的高可用。每个节点需要启动 cluster-enabled yes 配置，让其 Redis 运行在集群模式下。

注意，建议让集群内所有节点的目录保持一致，一般包括 3 个目录：conf、data、log，分别存储配置信息、数据和日志相关文件。我们以 6 个节点为例，将它们的配置信息统一存储在 conf 目录下。

2) 创建 Redis 各实例目录，代码如下： 
$ sudo mkdir -p /usr/local/redis-cluster
$ cd /usr/local/redis-cluster
$ sudo mkdir conf data log
$ sudo mkdir -p data/redis-6379 data/redis-6389 data/redis-6380 data/redis-6390
  data/redis-6381 data/redis-6391

3) Redis 配置文件管理，代码如下： 
# Redis后台运行
daemonize yes
# 绑定的主机端口
bind 127.0.0.1
# 数据存储目录
dir /usr/local/redis-cluster/data/redis-6379
# 进程文件
pidfile /var/run/redis-cluster/${自定义}.pid
# 日志文件
logfile /usr/local/redis-cluster/log/${自定义}.log
# 端口号
port 6379
# 开启集群模式，把注释符号#去掉
cluster-enabled yes
# 集群的配置，配置文件首次启动时会自动生成
cluster-config-file /usr/local/redis-cluster/conf/${自定义}.conf
# 请求超时，设置时间为10 s
cluster-node-timeout 10000
# 开启aof日志
appendonly yes

配置 redis-6379.conf，代码如下： 
daemonize yes
bind 127.0.0.1
dir /usr/local/redis-cluster/data/redis-6379
pidfile /var/run/redis-cluster/redis-6379.pid
logfile /usr/local/redis-cluster/log/redis-6379.log
port 6379
cluster-enabled yes
cluster-config-file /usr/local/redis-cluster/conf/node-6379.conf
cluster-node-timeout 10000
appendonly yes

4) 准备部署环境。首先，安装 Ruby 环境，代码如下： 
$ sudo brew install ruby

然后，准备 rubygem redis 依赖，代码如下： 
$ sudo gem install redis
Password:
Fetching: redis-4.0.2.gem (100%)
Successfully installed redis-4.0.2
Parsing documentation for redis-4.0.2
Installing ri documentation for redis-4.0.2
Done installing documentation for redis after 1 seconds
1 gem installed

最后，拷贝 redis-trib.rb 文件到集群根目录。redis-trib.rb 文件是 Redis 官方推出的管理 Redis 集群的工具，集成在 Redis 的源码 rc 目录下，能够将 Redis 提供的集群命令封装成简单、便捷、实用的操作工具。
$ sudo cp /usr/local/redis-4.0.11/src/redis-trib.rb /usr/local/redis-cluster
# 查看 redis-trib.rb 命令环境是否正确，输出如下内容
$ ./redis-trib.rb
Usage: redis-trib <command> <options> <arguments...>
    create          host1:port1 ... hostN:portN
                    --replicas <arg>
    check           host:port
    info            host:port
    fix             host:port
                    --timeout <arg>
    reshard         host:port
                    --from <arg>
                    --to <arg>
                    --slots <arg>
                    --yes
                    --timeout <arg>
                    --pipeline <arg>
    rebalance       host:port
                    --weight <arg>
                    --auto-weights
                    --use-empty-masters
                    --timeout <arg>
                    --simulate
                    --pipeline <arg>
                    --threshold <arg>
    add-node        new_host:new_port existing_host:existing_port
                    --slave
                    --master-id <arg>
    del-node        host:port node_id
    set-timeout     host:port milliseconds
    call            host:port command arg arg .. arg
    import          host:port
                    --from <arg>
                    --copy
                    --replace
    help            (show this help)方法

5) 安装集群。启动 Redis 节点，执行如下命令。至此，Redis 将以集群模式进行启动。 
sudo redis-server conf/redis-6379.conf
sudo redis-server conf/redis-6389.conf
sudo redis-server conf/redis-6380.conf
sudo redis-server conf/redis-6390.conf
sudo redis-server conf/redis-6381.conf
sudo redis-server conf/redis-6391.conf

Redis集群模式应用

1) 关联集群节点

Redis 集群包含的 6 个节点按照从主到从的顺序依次排序后，redis-trib 先将 16384 个哈希槽（哈希槽的实质是数组空间）分配给 3 个 Master 节点，然后让各个 Slave 节点指向 Master 节点，进行数据同步。

代码如下： 
# 指定任意一个节点作为redis服务器
>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
127.0.0.1:6379
127.0.0.1:6380
127.0.0.1:6381
Adding replica 127.0.0.1:6390 to 127.0.0.1:6379
Adding replica 127.0.0.1:6391 to 127.0.0.1:6380
Adding replica 127.0.0.1:6389 to 127.0.0.1:6381

2) 同步Master节点的日志

Slave 节点（redis-6389）通过 BGSAVE 命令，在后台异步地从 Master 节点（redis-6379）进行数据同步。代码如下：
$ cat log/redis-6379.log
1907:C 05 Sep 16:59:52.960 # Redis正在启动
1907:C 05 Sep 16:59:52.961
# Redis 版本为4.0.11， 字节为 = 64 bit， 没有修改文本，进程号是1907
1907:C 05 Sep 16:59:52.961 # 加载配置文件
1908:M 05 Sep 16:59:52.964 * Increased maximum number of open files to 10032 (it
  was originally set to 256).
1908:M 05 Sep 16:59:52.965 * No cluster configuration found, I'm ad4b9ffceba062
492ed67ab336657426f55874b7
1908:M 05 Sep 16:59:52.967 * 运行模式为Cluster， 端口号为6379.
1908:M 05 Sep 16:59:52.967 # 服务初始化
1908:M 05 Sep 16:59:52.967 * 准备接受连接
1908:M 05 Sep 17:01:17.782 # 通过CLUSTER SET-CONFIG-EPOCH设置配置迭代为1
1908:M 05 Sep 17:01:17.812 # IP地址更新为127.0.0.1
1908:M 05 Sep 17:01:22.740 # 保存集群状态
1908:M 05 Sep 17:01:23.681 * Slave 127.0.0.1:6389 asks for synchronization
1908:M 05 Sep 17:01:23.681 * Partial resynchronization not accepted: Replication
ID mismatch (Slave asked for '4c5afe96cac51cde56039f96383ea7217ef2af41', my r eplication IDs are '037b661bf48c80c577d1fa937ba55367a3692921' and '000000000000 0000000000000000000000000000')
1908:M 05 Sep 17:01:23.681 * Starting BGSAVE for SYNC with target: disk
1908:M 05 Sep 17:01:23.682 * Background saving started by pid 1952
1952:C 05 Sep 17:01:23.683 * DB saved on disk
1908:M 05 Sep 17:01:23.749 * Background saving terminated with success
1908:M 05 Sep 17:01:23.752 * Synchronization with slave 127.0.0.1:6389 succeeded

3) 检测Redis集群的完整性

使用 redis-trib.rb check 命令检测所创建的集群是否成功，该命令只需要集群中任意一个节点的 IP 地址，便可以完成整个集群完整性的检查工作。

具体示例如下： 
$ ./redis-trib.rb check 127.0.0.1:6379
#当最后输出如下信息，提示集群所有的槽都已分配到节点
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

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