分布式缓存 --redis -- 大量数据储存及写（分片集群）_redis 缓存600万条数据

搭建分片集群

主从和哨兵可以解决高可用、高并发读的问题。但是依然有两个问题没有解决：

• 海量数据存储问题
• 高并发写的问题

使用分片集群可以解决上述问题，如图:

分片集群特征：

• 集群中有多个master，每个master保存不同数据
• 每个master都可以有多个slave节点
• master之间通过ping监测彼此健康状态
• 客户端请求可以访问集群任意节点，最终都会被转发到正确节点

散列插槽

插槽原理

Redis会把每一个master节点映射到0~16383共16384个插槽（hash slot）上，查看集群信息时就能看到：

数据key不是与节点绑定，而是与插槽绑定。redis会根据key的有效部分计算插槽值，分两种情况：

• key中包含"{}"，且“{}”中至少包含1个字符，“{}”中的部分是有效部分
• key中不包含“{}”，整个key都是有效部分 {b}c {b}d

例如：key是num，那么就根据num计算，如果是{itcast}num，则根据itcast计算。计算方式是利用CRC16算法得到一个hash值，然后对16384取余，得到的结果就是slot值。

如图，在7001这个节点执行set a 1时，对a做hash运算，对16384取余，得到的结果是15495，因此要存储到103节点。

到了7003后，执行get num时，对num做hash运算，对16384取余，得到的结果是2765，因此需要切换到7001节点

小结

Redis如何判断某个key应该在哪个实例？

• 将16384个插槽分配到不同的实例
• 根据key的有效部分计算哈希值，对16384取余
• 余数作为插槽，寻找插槽所在实例即可

如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例？

• 这一类数据使用相同的有效部分，例如key都以{typeId}为前缀

集群伸缩

redis-cli --cluster提供了很多操作集群的命令，可以通过下面方式查看：

比如，添加节点的命令：

需求分析

需求：向集群中添加一个新的master节点，并向其中存储 num = 10

• 启动一个新的redis实例，端口为7007
• 添加7007到之前的集群，并作为一个master节点
• 给7007节点分配插槽，使得num这个key可以存储到7007实例

这里需要两个新的功能：

• 添加一个节点到集群中
• 将部分插槽分配到新插槽

创建新的redis实例

启动

redis-server redis-7007.conf
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添加新节点到redis

添加节点的语法如下：

执行命令：

redis-cli --cluster add-node  192.168.85.143:7007 192.168.85.143:7001
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通过命令查看集群状态：

redis-cli -p 7001 cluster nodes
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如图，7007加入了集群，并且默认是一个master节点：

但是，可以看到7007节点的插槽数量为0，因此没有任何数据可以存储到7007上

转移插槽

我们要将num存储到7007节点，因此需要先看看num的插槽是多少：

如上图所示，num的插槽为2765.

我们可以将0~3000的插槽从7001转移到7007，命令格式如下：

具体命令如下：

建立连接：

redis-cli --cluster reshard 192.168.85.143:7001
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得到下面的反馈：

询问要移动多少个插槽，我们计划是3000个：

新的问题来了：

那个node来接收这些插槽？？

显然是7007，那么7007节点的id是多少呢？

这里询问，你的插槽是从哪里移动过来的？

• all：代表全部，也就是三个节点各转移一部分
• 具体的id：目标节点的id
• done：没有了

这里我们要从7001获取，因此填写7001的id：

确认要转移吗？输入yes：

然后，通过命令查看结果：

目的达成。

移除节点

# 迁移要移除节点的槽和数据
redis-cli --cluster reshard 192.168.85.143:7001 --cluster-from 7a20bb3e97da5f974afdf4659c69b45b248117a4 --cluster-to  62a4db796e61ddda9fb9511d0f07af8b0c827ac4 --cluster-slots 3000 --cluster-yes
# 删除节点 连接到7001 删除7007的那个id
redis-cli --cluster del-node 192.168.85.143:7001 7a20bb3e97da5f974afdf4659c69b45b248117a4
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故障转移

集群初识状态是这样的：

其中7001、7002、7003都是master，我们计划让7002宕机。

自动故障转移

当集群中有一个master宕机会发生什么呢？

直接停止一个redis实例，例如7002：

redis-cli -p 7002 shutdown
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1）首先是该实例与其它实例失去连接

2）然后是疑似宕机：

手动故障转移

利用cluster failover命令可以手动让集群中的某个master宕机，切换到执行cluster failover命令的这个slave节点，实现无感知的数据迁移。

该命令只能在群集slave节点执行，让slave节点进行一次人工故障切换。

人工故障切换是预期的操作，而非发生了真正的故障，目的是以一种安全的方式(数据无丢失)将当前master节点和其中一个slave节点(执行cluster-failover的节点)交换角色

其流程如下：

这种failover命令可以指定三种模式：

• 缺省：默认的流程，如图1~6歩
• force：省略了对offset的一致性校验
• takeover：直接执行第5歩，忽略数据一致性、忽略master状态和其它master的意见

案例需求：在7002这个slave节点执行手动故障转移，重新夺回master地位

步骤如下：

1）利用redis-cli连接7002这个节点

2）执行cluster failover命令

如图：

RedisTemplate访问分片集群

RedisTemplate底层同样基于lettuce实现了分片集群的支持，而使用的步骤与哨兵模式基本一致：

1）引入redis的starter依赖

2）配置分片集群地址

3）配置读写分离

与哨兵模式相比，其中只有分片集群的配置方式略有差异，如下：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes:
        - 192.168.85.143:7001
        - 192.168.85.143:7002
        - 192.168.85.143:7003
        - 192.168.85.143:7004
        - 192.168.85.143:7005
        - 192.168.85.143:7006
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