作者：Vt\
起源：https://juejin.im/post/5eb0e7...

前言

Redis大家都不生疏，就算是没用过，也都据说过了。

作为最宽泛应用的KV内存数据库之一，在当今的大流量时代，单机模式略显薄弱，免不了要有一些拓展的计划。

笔者下文会对各种计划进行介绍，并且给出场景，实现 等等概述，还会提到一些老手常见的误区。

注释

先从根底的拓展形式开始，这样更便于了解较高级的模式。

分区

概述

分区(Partitioning)是一种最为简略的拓展形式。

在咱们面临单机的存储空间瓶颈时，第一点就能想到像传统的关系型数据库一样，进行数据分区。

或者假如手中有N台机器能够作为Redis服务器

所有机器内存总和有256G, 而客户端正好也须要一个大内存的存储空间。

咱们除了能够把内存条都拆下来焊到一个机器上，也能够抉择分区应用，这样又拓展了计算能力。

单指分区来讲，行将全副数据扩散在多个Redis实例中，每个实例不须要关联，能够是齐全独立的。

应用形式

  • 客户端解决

和传统的数据库分库分表一样，能够从key动手，先进行计算，找到对应数据存储的实例在进行操作。

范畴角度，比方orderId:1~orderId:1000放入实例1，orderId:1001~orderId:2000放入实例2...

哈希计算，就像咱们的hashmap一样，用hash函数加上位运算或者取模，高级玩法还有一致性Hash等操作，找到对应的实例进行操作

  • 应用代理中间件

咱们能够开发独立的代理中间件，屏蔽掉解决数据分片的逻辑，独立运行。

当然也有别人曾经造好的轮子，Redis也有优良的代理中间件，譬如Twemproxy，或者codis，能够联合场景抉择是否应用。

毛病

  • 无缘多key操作，key都不肯定在一个实例上，那么多key操作或者多key事务天然是不反对。
  • 保护老本，因为每个实例在物理和逻辑上，都属于独自的一个节点，不足对立治理。
  • 灵活性无限，范畴分片还好，比方hash+MOD这种形式，如果想动静调整Redis实例的数量，就要思考大量数据迁徙，这就十分麻烦了。

同为开发者，深知咱们尽管总能“曲线救国”的实现一些以后环境不反对的性能，然而总归要麻烦一些。

主从

概述数据迁徙

常说的主从(Master-Slave)，也就是复制(Replication)形式，怎么称说都能够。

同下面的分区一样，也是Redis高可用架构的根底，老手可能会误以为这类根底模式即是“高可用”，这并不是非常正确的。

分区临时能解决单点无奈包容的数据量问题，然而一个Key还是只在一个实例上，在大流量时代显得不那么牢靠。

主从就是另一个纬度的拓展，节点将数据同步到从节点，就像将实例“分身”了一样，可靠性又进步了不少。

图画的有些夸大了，次要还是想体现构造灵便，是一主一从，还是一主多从，还是一主多从多从... 看你情绪

有了“实例分身”，天然就能够做读写拆散，将读流量均摊在各个从节点。

应用形式

高手星散的时代，聊天软件不免要备上这么一张表情包。

这表情包和应用形式有什么关系呢？首先看看应用形式：

  1. 作为主节点的Redis实例，并不要求配置任何参数，只须要失常启动
  1. 作为从节点的实例，应用配置文件或命令形式REPLICAOF 主节点Host 主节点port即可实现主从配置

是不是和表情包一样，“dalao”没动，我去“抱大腿”。

这样一个主从最小配置就实现了，主从实例即可对外提供服务。

命令里的“主节点”是绝对的，slave也能够抱slave大腿，也就是上文提到的构造灵便。

毛病

  • slave节点都是只读的，如果写流量大的场景，就有些力不从心了。
    那我把slave节点只读关掉不就行了？当然不行，数据复制是由主到从，从节点独有数据同步不到主节点，数据就不统一了。
  • 故障转移不敌对，主节点挂掉后，写解决就无处安放，须要手工的设定新的主节点，如应用REPLICAOF no one(谁大腿我都不抱了) 降职为主节点，再梳理其余slave节点的新主配置，相对来说比拟麻烦。

哨兵

概述

主从的手工故障转移，必定让人很难承受，天然就呈现了高可用计划-哨兵（Sentinel）。

咱们能够在主从架构不变的场景，间接退出Redis Sentinel，对节点进行监控，来实现主动的故障发现与转移。

并且还可能充当配置提供者，提供主节点的信息，就算产生了故障转移，也能提供正确的地址。

哨兵自身也是Redis实例的一种，但不作为数据存储方应用，启动命令也是不一样的。

尽管图有些简单，看起来像要号召光能使者。

其实理论应用起来是很便捷的。

应用形式

Sentinel的最小配置，一行即可：

sentinel monitor <主节点别名> <主节点host> <主节点端口> <票数>

只须要配置master即可，而后用redis-sentinel <配置文件> 命令即可启用。

Redis官网提到的“最小配置”是如下所示，除了下面提到的一行，还有其它的一些配置：

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000sentinel failover-timeout mymaster 180000sentinel parallel-syncs mymaster 1sentinel monitor resque 192.168.1.3 6380 4sentinel down-after-milliseconds resque 10000sentinel failover-timeout resque 180000sentinel parallel-syncs resque 5

这是因为官网加了一个修饰词，是“典型的最小配置”，把重要参数和多主的例子都写进去了，关照大家CV大法的时候，不要遗记重要参数，其实都是有默认值的。

正如该例所示，设置主节点别名就是为了监控多主的时候，与其额定配置项可能与其对应, 以及sentinel一些命令，如SENTINEL get-master-addr-by-name就要用到别名了。

哨兵数量倡议在三个以上且为奇数，在Redis官网也提到了各种状况的“布阵”形式，十分值得参考。

更多

既然是高可用计划，并非有严格意义上的“毛病”，还需配合应用场景进行考量。

  • 故障转移期间短暂的不可用，但其实官网的例子也给出了parallel-syncs参数来指定并行的同步实例数量，免得全副实例都在同步呈现整体不可用的状况，相对来说要比手工的故障转移更加不便。
  • 分区逻辑须要自定义解决，尽管解决了主从下的高可用问题，然而Sentinel并没有提供分区解决方案，还需开发者思考如何建设。
  • 既然是还是主从，如果异样的写流量搞垮了主节点，那么主动的“故障转移”会不会变成主动“劫难传递”，即slave晋升为Master之后挂掉，又进行晋升又被挂掉。
    不过最初这点也是笔者猜想，并没有据说过呈现这种案例，可不用深究。

集群

概述

Redis Cluster是官网在3.0版本后推出的分布式计划。

对开发者而言，“官网反对”一词是大概率十分美妙的，小到issue，大到feature。自定义去解决问题，老本总是要高一些。

有了官网的正式集群计划，从申请路由、故障转移、弹性伸缩几个纬度的应用上，将更为容易。

Cluster不同于哨兵，是反对分区的。有说法Cluster是哨兵的降级，这是不谨严的。

二者纬度不一样，如果因为Cluster也有故障转移的性能，就说它是哨兵的降级款，略显牵强。

Cluster在分区治理上，应用了“哈希槽”(hash slot)这么一个概念，一共有16384个槽位，每个实例负责一部分槽，通过CRC16（key）&16383这样的公式，计算出来key所对应的槽位。

尽管在节点和key二者中又引入了槽的概念，看起来不易了解，实际上因为颗粒度更细了，缩小了节点的扩容和膨胀难度，相比传统策略还是很有劣势。

当然，“槽”是虚构的概念，节点本身去保护“槽”的关系，并不是要真正下载启动个“槽服务”在跑。

应用形式

Redis的各种玩法，都是从配置文件着手，集群也不例外。

cluster-enabled yescluster-config-file "redis-node.conf"

要害配置简洁明了，有两步

  • 开启集群
  • 指定集群配置文件

集群配置文件(cluster-config-file)为外部应用，能够不去指定，Redis会帮忙创立一个。启动还是一般的形式redis-server redis.conf

首先以集群形式启动了N台Redis实例，这当然还没完事。

接下来的步骤笔者称为“牵线搭桥调配槽”，听起来还算顺口。

“牵线搭桥调配槽”的形式也在一直降级，从间接用原始命令来解决，到应用脚本，以及当初的Redis-cli官网反对，应用哪种形式都能够。

redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 \127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \--cluster-replicas 1

上方的命令即是Redis官网给出的redis-cli的形式用法，一行命令实现“三主三从”以及主动调配槽的操作。

这样集群就搭建实现了，当然，应用官网提供的check命令检查一下，也是有必要的。

redis-cli --cluster check 127.0.0.1:7001

更多

  • 尽管是对分区良好反对，但也有一些分区的老问题，譬如：如果不在同一个“槽”的数据，是没法应用相似mset的多键操作。
  • 在select命令页有提到, 集群模式下只能应用一个库，尽管平时个别也是这么用的，然而要理解一下。
  • 运维上也要审慎，俗话说得好，“应用越简略底层越简单”，启动搭建是很不便，应用时面对带宽耗费，数据歪斜等等具体问题时，还需人工染指，或者钻研适合的配置参数。

结尾

趣谈

在写“主从”计划的时候，发现有一个乏味的事件：

笔者开始是记得主从的要害命令是SLAVEOF，起初查阅官网的时候，发现命令曾经更改为REPLICAOF，尽管SLAVEOF还能用。

官网的一些形容词汇，有的中央还是Slave，也有些是用Replication。

好奇的笔者查了一下相干的材料，并看了些Redis作者antirez的无关此时博客，发现曾经是两年前的事件了。

其实就是“Slave”这个变量名给了一些人机会，借此“喷”了一波作者，作者也做出了一部分斗争。

有趣味的盆友能够本人搜搜看，技术外的货色就不做评估了，看个乐呵就行。

笔者的次要目标还是：看官网文档的时候，别让不同的“词汇”蛊惑了。

END

本文对Redis这些拓展计划都作出了大抵形容。

具体应用上，还需注意具体配置，以及客户端反对等综合状况来考量。

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