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Redis高可用集群详细介绍

Redis高可用集群详细介绍

Redis的集群主从模型是一种高可用的集群架构。本章主要内容有：高可用集群的搭建，Jedis连接集群，新增集群节点，删除集群节点，其他配置补充说明。（推荐：redis视频教程）

高可用集群搭建

集群（cluster）技术是一种较新的技术，通过集群技术，可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益，其任务调度则是集群系统中的核心技术。

Redis 3.0 之后便支持集群。Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽。Redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。
所有节点之间彼此互联(PING-PONG机制)，当超过半数的主机认为某台主机挂了，则该主机就是真的挂掉了，整个集群就不可用了。
若给集群中的每台主机分配多台从机。主机挂了，从机上位，依然能正常工作。但是若集群中超过半数的主机挂了，无论是否有从机，该集群也是不可用的。

搭建前的准备工作

搭建ruby环境

redis集群管理工具 redis-trib.rb 是依赖 ruby 环境。

[root@itdragon ~]# yum install ruby
[root@itdragon ~]# yum install rubygems
[root@itdragon ~]# gem install redis
[root@itdragon ~]# cd redis-4.0.2/src/
[root@itdragon src]# cp redis-trib.rb /usr/local/redis-4/bin/

第一步：安装 ruby 环境

第二步：安装 gem 软件包（gem是用来扩展或修改Ruby应用程序的）。

第三步：在redis解压目录中找到 redis-trib.rb 文件，将其拷贝到启动redis服务的目录下，方便管理。

可能存在的问题

1 redis requires Ruby version >= 2.2.2，解决方法如下

2 没有/usr/local/rvm/scripts/rvm 这个目录.可能是上一步执行失败

[root@itdragon ~]# ruby --version
ruby 1.8.7 (2013-06-27 patchlevel 374) [x86_64-linux]
[root@itdragon ~]# yum install curl
[root@itdragon ~]# curl -L get.rvm.io | bash -s stable
[root@itdragon ~]# source /usr/local/rvm/scripts/rvm 
[root@itdragon ~]# rvm list known
[root@itdragon ~]# rvm install 2.3.3
[root@itdragon ~]# rvm use 2.3.3
[root@itdragon ~]# gem install redis

准备六台redis服务器

和主从复制逻辑一样，将redis.conf文件拷贝6次，端口从6000~6005

[root@itdragon bin]# cp redis.conf redis6000.conf
[root@itdragon bin]# vim redis6000.conf  
port xxxx                           #修改端口
cluster-enabled yes                 #打开注释，开启集群模式
cluster-config-file nodes-xxxx.conf #集群的配置文件
pidfile /var/run/redis_xxxx.pid     #pidfile文件
logfile "xxxx.log"                  #日志文件
dbfilename dump_xxxx.rdb            #rdb持久化文件
cluster-node-timeout 5000           #请求超时，单位毫秒
appendonly yes                      #开启aof持久化方式
[root@itdragon bin]# vim start-all.sh
./redis-server redis6000.conf
./redis-server redis6001.conf
./redis-server redis6002.conf
./redis-server redis6003.conf
./redis-server redis6004.conf
./redis-server redis6005.conf
[root@itdragon bin]# chmod u+x start-all.sh
[root@itdragon bin]# ./start-all.sh 
[root@itdragon bin]# ps aux | grep redis
root     28001  0.0  0.9 145964  9696 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6000 [cluster]
root     28003  0.0  0.9 145964  9696 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6001 [cluster]
root     28008  0.0  0.9 145964  9656 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6002 [cluster]
root     28013  0.0  0.9 145964  9656 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6003 [cluster]
root     28018  0.1  0.9 145964  9652 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6004 [cluster]
root     28023  0.0  0.9 145964  9656 ?        Ssl  17:45   0:00 ./redis-server 112.74.83.71:6005 [cluster]

第一步：复制六个redis.conf 并修改相关配置，如果觉得麻烦可以用我配置的文件：https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/tree/master/Redis/reids.conf
第二步：新增批量开启redis服务程序，并增加执行权限

第三步：查看六台redis服务是否启动成功

主从集群搭建

集群创建命令： ./redis-trib.rb create 创建集群，--replicas 1 给每个主机分配一个从机，后面其他参数都是redis服务的ip:port。最后输入yes来接受建议的配置

[root@itdragon bin]# ./redis-trib.rb create --replicas 1 112.74.83.71:6000 112.74.83.71:6001 112.74.83.71:6002 112.74.83.71:6003 112.74.83.71:6004 112.74.83.71:6005
>>> Creating cluster
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
112.74.83.71:6000
112.74.83.71:6001
112.74.83.71:6002
Adding replica 112.74.83.71:6003 to 112.74.83.71:6000
Adding replica 112.74.83.71:6004 to 112.74.83.71:6001
Adding replica 112.74.83.71:6005 to 112.74.83.71:6002
...... #省略
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
...... #省略
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered. #有16384个可用的插槽提供服务说明搭建成功

[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 112.74.83.71 -p 6002 -c
112.74.83.71:6002> set testKey value
-> Redirected to slot [5203] located at 112.74.83.71:6000
OK

112.74.83.71:6000> cluster info
cluster_state:ok
......

112.74.83.71:6000> cluster nodes
0968ef8f5ca96681da4abaaf4ca556c2e6dd0242 112.74.83.71:6002@16002 master - 0 1512035804722 3 connected 10923-16383
13ddd4c1b8c00926f61aa6daaa7fd8d87ee97830 112.74.83.71:6005@16005 slave 0968ef8f5ca96681da4abaaf4ca556c2e6dd0242 0 1512035803720 6 connected
a3bb22e04deec2fca653c606edf5b02b819f924f 112.74.83.71:6003@16003 slave 1d4779469053930f30162e89b6711d27a112b601 0 1512035802000 4 connected
1d4779469053930f30162e89b6711d27a112b601 112.74.83.71:6000@16000 myself,master - 0 1512035802000 1 connected 0-5460
a3b99cb5d22f5cbd293179e262f5eda931733c88 112.74.83.71:6001@16001 master - 0 1512035802719 2 connected 5461-10922
915a47afc4f9b94389676b4e14f78cba66be9e5d 112.74.83.71:6004@16004 slave a3b99cb5d22f5cbd293179e262f5eda931733c88 0 1512035801717 5 connected

第一步：搭建集群 ./redis-trib.rb create ，选择yes接受建议的配置

第二步：进入集群客户端 ./redis-cli -h 任意主机host -p 任意主机port -c，-c表示以集群方式连接redis

第三步：保存数据

第四步：cluster info 查询集群状态信息

第五步：cluster nodes 查询集群结点信息，这里有一个坑，后面会介绍

可能存在的问题

Sorry, the cluster configuration file nodes.conf is already used by a different Redis Cluster node. Please make sure that different nodes use different cluster configuration files.

说的很明确，修改cluster-config-file nodes.conf 文件避免重名，或者删除该文件重新创建集群。

cluster nodes 查询集群节点信息

这是很重要的命令，我们需要关心的信息有：

第一个参数：节点ID

第二个参数：IP:PORT@TCP 这里一个坑，jedis-2.9.0之前的版本解析@出错

第三个参数：标志（Master，Slave，Myself，Fail...）

第四个参数：如果是从机则是主机的节点ID

最后两个参数：连接的状态和槽的位置。

Jedis 连接集群

首先要配置防火墙

[root@itdragon ~]# vim /etc/sysconfig/iptables
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6000 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6001 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6002 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6003 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6004 -j ACCEPT
-A INPUT -p tcp -m tcp --dport 6005 -j ACCEPT
[root@itdragon ~]# service iptables restart

最后是整合Spring

<!-- jedis集群版配置 -->
<bean id="redisClient" class="redis.clients.jedis.JedisCluster">
    <constructor-arg name="nodes">
        <set>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6000" />
            </bean>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6001" />
            </bean>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6002" />
            </bean>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6003" />
            </bean>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6004" />
            </bean>
            <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                <constructor-arg name="host" value="${redis.host}"></constructor-arg>
                <constructor-arg name="port" value="6005" />
            </bean>
        </set>
    </constructor-arg>
    <constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig" />
</bean>
<bean id="jedisClientCluster" class="com.itdragon.service.impl.JedisClientCluster"></bean>

单元测试

/**
 * 集群版测试
 * 若提示以下类似的错误：
 * java.lang.NumberFormatException: For input string: "6002@16002"
 * 若安装的redis 版本大于4，则可能是jedis 的版本低了。选择 2.9.0
 * 因为 cluster nodes 打印的信息中，4版本之前的是没有 @16002 tcp端口信息
 * 0968ef8f5ca96681da4abaaf4ca556c2e6dd0242 112.74.83.71:6002@16002 master - 0 1512035804722 3 connected 10923-16383
 */
@Test
public void testJedisCluster() throws IOException {
    HashSet<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6000));
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6001));
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6002));
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6003));
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6004));
    nodes.add(new HostAndPort(HOST, 6005));
    JedisCluster cluster = new JedisCluster(nodes);
    cluster.set("cluster-key", "cluster-value");
    System.out.println("集群测试 ： " + cluster.get("cluster-key"));
    cluster.close();
}

可能存在的问题

java.lang.NumberFormatException: For input string: "6002@16002"

若redis 的版本在4.0.0之上，建议使用jedis-2.9.0以上。

源码：
https://github.com/ITDragonBlog/daydayup/tree/master/Redis/ssm-redis

集群节点操作

添加主节点

[root@itdragon bin]# cp redis6005.conf redis6006.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6006.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-trib.rb add-node 112.74.83.71:6006 112.74.83.71:6000
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 112.74.83.71 -p 6000 cluster nodes
916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f 112.74.83.71:6006@16006 master - 0 1512115612162 0 connected   # 没有分配槽
[root@itdragon bin]# ./redis-trib.rb reshard 112.74.83.71:6000
How many slots do you want to move (from 1 to 16384)? 500
What is the receiving node ID? 916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f
Please enter all the source node IDs.
  Type &#39;all&#39; to use all the nodes as source nodes for the hash slots.
  Type &#39;done&#39; once you entered all the source nodes IDs.
Source node #1:all
Do you want to proceed with the proposed reshard plan (yes/no)? yes
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 112.74.83.71 -p 6000 cluster nodes
916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f 112.74.83.71:6006@16006 master - 0 1512116047897 7 connected 0-165 5461-5627 10923-11088

第一步：创建 redis6006.conf 的新主机，并启动Redis服务

第二步：新增主机节点，若打印"[OK] New node added correctly." 表示添加成功

第三步：查询集群节点信息，发现6006端口的主机虽然已经添加，但连接状态后面没有内容，即没分配槽

第四步：给6006端口主机分配槽，

第一个参数：需要移动槽的个数，

第二个参数：接受槽的节点ID，

第三个参数：输入"all"表示从所有原节点中获取槽，

第四个参数：输入"yes"开始移动槽到目标结点id

第五步：查询集群节点信息，发现6006端口的主机已经分配了槽

核心命令：
./redis-trib.rb add-node 新增主机ip:port 集群任意节点ip:port
./redis-trib.rb reshard 集群任意节点ip:port

可能存在的问题
[ERR] Sorry, can't connect to node 112.74.83.71:6006
说明：新增的主机必须要是启动状态。

添加从节点

[root@itdragon bin]# cp redis6006.conf redis6007.conf
[root@itdragon bin]# vim redis6007.conf 
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6007.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-trib.rb add-node --slave --master-id 916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f 112.74.83.71:6007 112.74.83.71:6006
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 112.74.83.71 -p 6000 cluster nodes
80315a4dee2d0fa46b8ac722962567fc903e797a 112.74.83.71:6007@16007 slave 916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f 0 1512117377000 7 connected

第一步：创建 redis6007.conf 的新主机，并启动Redis服务
第二步：新增从机节点，在原来的命令上多了 --slave --master-id 主节点ID
第三步：查询集群节点信息

删除结点

删除节点前，要确保该节点没有值，否则提示：is not empty! Reshard data away and try again. 若该节点有值，则需要把槽分配出去

./redis-trib.rb del-node 112.74.83.71:6006 916d26e9638dc51e168f32969da11e19c875f48f

配置文件补充

前几章Redis教程中介绍了以下配置

1 开启Redis 的守护进程 ：daemonize yes

2 指定pid文件写入文件名 ：pidfile /var/run/redis.pid

3 指定Redis 端口：port 6379

4 绑定的主机地址 ：bind 127.0.0.1

5 Redis持久化默认开启压缩数据：rdbcompression yes

6 指定rdb文件名：dbfilename dump.rdb

7 指定rdb文件位置：dir ./

8 从机启动时，它会自动从master进行数据同步：slaveof < masterip> < masterport>

9 开启aof持久化方式：appendonly yes

10 指定aof文件名：appendfilename appendonly.aof

11 触发aof快照机制：appendfsync everysec (no/always)

本章节是Redis教程中的最后一章，把剩下的配置也一起说了吧

1 设置客户端连接超时时间，0表示关闭 ：timeout 300

2 设置Redis日志级别，debug、verbose(默认)、notice、warning：loglevel verbose

3 设置数据库的数量：databases 1

4 设置Redis连接密码：requirepass foobared

5 设置同一时间最大客户端连接数，默认无限制：maxclients 128

6 指定Redis最大内存限制：maxmemory < bytes>

7 指定是否启用虚拟内存机制：vm-enabled no

8 指定虚拟内存文件路径：vm-swap-file /tmp/redis.swap

9 指定包含其它的配置文件：include /path/to/local.conf

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