4.Redis分片集群
4.1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：
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
4.1.1搭建集群结构
分片集群需要的节点数量较多 演示为主则搭建一个最小的分片集群
包含3个master节点 每个master包含一个slave节点：
在同一台虚拟机中开启6个redis实例，模拟分片集群，信息如下：
| IP | PORT | 角色 |
| 10.211.55.9 | 7001 | master |
| 10.211.55.9 | 7002 | master |
| 10.211.55.9 | 7003 | master |
| 10.211.55.9 | 8001 | slave |
| 10.211.55.9 | 8002 | slave |
| 10.211.55.9 | 8003 | slave |
4.1.2准备实例和配置
删除之前的7001、7002、7003这几个目录 重新创建出7001、7002、7003、8001、8002、8003目录：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 删除旧的，避免配置干扰 rm -rf 7001 7002 7003 # 创建目录 mkdir 7001 7002 7003 8001 8002 8003
在/tmp下准备一个新的redis.conf文件：
port 6379 # 开启集群功能 cluster-enabled yes # 集群的配置文件名称，不需要我们创建，由redis自己维护 cluster-config-file /tmp/6379/nodes.conf # 节点心跳失败的超时时间 cluster-node-timeout 5000 # 持久化文件存放目录 dir /tmp/6379 # 绑定地址 bind 0.0.0.0 # 让redis后台运行 daemonize yes # 注册的实例ip replica-announce-ip 10.211.55.9 # 保护模式 protected-mode no # 数据库数量 databases 1 # 日志 logfile /tmp/6379/run.log
将这个文件拷贝到每个目录下：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 执行拷贝 echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf
修改每个目录下的redis.conf，将其中的6379修改为与所在目录一致：
# 进入/tmp目录 cd /tmp # 修改配置文件 printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf 4.1.3启动
因为已经配置了后台启动模式 所以可以直接启动服务：
# 进入/tmp目录 cd /tmp
# 一键启动所有服务
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf
通过ps查看状态：
ps -ef | grep redis
发现服务都已经正常启动：
如果要关闭所有进程，可以执行命令：
ps -ef | grep redis | awk '{print $2}' | xargs kill
或者(推荐这种方式)：
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
4.1.4创建集群
虽然服务启动了但是目前每个服务之间都是独立的 没有任何关联
我们需要执行命令来创建集群 在5.0之后集群管理命令都集成到了redis-cli中
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 10.211.55.9:7001 10.211.55.9:7002 10.211.55.9:7003 10.211.55.9:8001 10.211.55.9:8002 10.211.55.9:8003
命令说明：
redis-cli --cluster或者./redis-trib.rb：代表集群操作命令create：代表是创建集群--replicas 1或者--cluster-replicas 1：指定集群中每个master的副本个数为1
此时节点总数 ÷ (replicas + 1)得到的就是master的数量 因此节点列表中的前n个就是master 其它节点都是slave节点 随机分配到不同master
通过命令查看集群状态：
redis-cli -p 7001 cluster nodes
4.2散列插槽
4.2.1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 set key {a}num a为有效部分
- key中不包含“{}”，整个key都是有效部分 set key num num为有效部分
4.2.2小结
Redis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
将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例方法
- 这一类数据使用相同的有效部分，例如key都以{typeId}为前缀
4.3集群伸缩
redis-cli --cluster提供了很多操作集群的命令 可以通过redis-cli --cluster help命令查看：
比如，添加节点的命令：
4.3.1案例-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7004
- 添加7004到之前的集群 并作为一个master节点
- 给7004节点分配插槽 使得num这个key可以存储到7004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
4.3.2.创建新的redis实例
创建一个文件夹：
mkdir 7004
拷贝配置文件：
cp redis.conf /7004
修改配置文件：
sed /s/6379/7004/g 7004/redis.conf
启动
redis-server 7004/redis.conf
4.3.3.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 10.211.55.9:7004 10.211.55.9:7001
通过命令查看集群状态：
redis-cli -p 7001 cluster nodes
如图，7004加入了集群，并且默认是一个master节点：
但是可以看到7004节点的插槽数量为0 因此没有任何数据可以存储到7004上
4.3.4.转移插槽
我们要将num存储到7004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7004 命令格式如下：
具体命令如下：
建立连接：
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：
填写具体的node节点来接收这些插槽 而当下即是7004的节点
复制这个id 然后拷贝到刚才的控制台后：
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
这里要从7001获取 因此填写7001的id：
填完后 输入done 这样插槽转移就准备好了：
然后通过命令redis-cli -p 7001 cluster node查看结果
可以看到：
4.4故障转移
4.4.1自动故障转移
- 首先该实例会与其他实例失去连接
- 然后会被疑似宕机
- 最后是确定下线 自动提升一个slave成为master
- 当该实例再启动后就会变成一个slave节点
4.4.2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：
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
4.5RedisTemplate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：
spring: redis: cluster: nodes: - 10.211.55.9:7001 - 10.211.55.9:7002 - 10.211.55.9:7003 - 10.211.55.9:8001 - 10.211.55.9:8002 - 10.211.55.9:8003
