Redis-槽道原理_redis的插槽原理

Redis Cluster

Redis3.0之后，节点之间通过去中心化的方式提供了完整的sharding（分片）、replication（复制）、failover解决方案，称为 Redis Cluster。

1、所有redis节点(包括主和从)彼此互联(两两通信)。
2、集群中的高可用逻辑，通过主节点的过半选举实现主从替换。
3、客户端与redis-cluster连接,无需再关心分片的计算,客户端不在关心分片的计算逻辑,内部分发分布式数据(内部有分片计算逻辑),客户端将key交给redis节点后,集群内部判断key值的正确存储位置,转发存储;

hash slot(哈希槽)

Redis Cluster在设计中没有使用一致性哈希（Consistency Hashing），而是引入哈希槽（hash slot）来实现；一个 Redis Cluster包含16384（0~16383）个哈希槽，存储在Redis Cluster中的所有key都会被映射到这些slot中，集群中的每个key都属于这16384个哈希槽中的一个，集群使用公式slot=CRC16（key）%16384来计算key属于哪个槽。

Redis群集中的每个节点都负责哈希槽的子集，因此，例如，您可能有一个包含3个节点的群集，其中：
节点A包含从0到5500的哈希槽。
节点B包含从5501到11000的哈希槽。
节点C包含从11001到16383的哈希槽。
这样可以轻松添加和删除集群中的节点。例如，如果我想添加一个新节点D，则需要将一些哈希槽从节点A，B，C移到D。类似地，如果我想从群集中删除节点A，则只需移动A所服务的哈希槽到B和C。当节点A为空时，我可以将其从群集中完全删除。

槽道原理

当连接redis集群中任意一个已知的节点想通过set key value命令来保存数据，或get key来获取数据，首先会根据key值，通过CRC16（key）%16384，算出这个key应该落入的槽道号，接下来就只需要找到是哪个节点管理这个槽道号，就可以在这个节点操作了。
有两种可能，要么当前连接的节点就管理着这个槽道号，在当前节点直接set就可以了。要么这个节点不管理这个槽道号，需要寻找对的节点。如果想判断槽道是否归某个节点管理，就需要使用一个能标记的东西将槽道和节点联系起来，在redis集群中，有两个关键类以及里面的两个关键属性(clusterNode和clusterState的slots属性)。
（1）clusterNode类的slots属性：clusterNode类对应一个节点的信息，类似cluster nodes命令得到的单个节点的信息，包括节点id、ip、端口等信息，它有一个关键属性slots，类型是一个2048位的byte数组(二进制位序列数组)，对应就是16384个bit位，通过这个数组bit是1或0，来决定节点是否拥有槽道的管理权，每个节点都有自己的这个数组。

（2）clusterState类的slots属性：clusterState类记录了集群状态的信息，类似cluster info命令得到的集群信息。它有一个关键的属性slots，类型是一个16384位长度的clusterNode数组(索引数组)，它记录着整个集群的槽道信息，根据这个数组的下标，可以找到对应的节点。

当前连接的节点根据key计算出来的槽道号，在二进制位序列数组查找该槽道号的值，如果是1，表示当前节点管理了这个槽道，如果是0，则没有管理这个槽道，需要查找索引数组对应的槽道号被哪个节点管理。