1.Redis主从

单节点Redis的并发能力是有上限的，要进一步提高Redis的并发能力，这里讲一种方案就是搭建主从集群，实现读写分离。

1.1.主从集群结构

下图就是一个简单的Redis主从集群结构：

如图所示，集群中有一个master节点、两个slave节点（现在叫replica）。当我们通过Redis的Java客户端访问主从集群时，应该做好路由：

如果是写操作，应该访问master节点，master会自动将数据同步给两个slave节点
如果是读操作，建议访问各个slave节点，从而分担并发压力

1.2.搭建主从集群

我们会在同一个虚拟机中利用3个Docker容器来搭建主从集群，容器信息如下：

容器名	角色	IP	映射端口
r1	master	192.168.150.101	7001
r2	slave	192.168.150.101	7002
r3	slave	192.168.150.101	7003

1.2.1.启动多个Redis实例

我们利用课前资料提供的docker-compose文件来构建主从集群：

文件内容如下：

version: "6.2.7"
services:
  r1:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r1
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7001"]
  r2:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r2
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7002"]
  r3:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r3
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7003"]

将其上传至虚拟机的/root/redis目录下：

执行命令，运行集群：

docker-compose up -d

结果：

由于采用的是host模式，我们看不到端口映射。不过能直接在宿主机通过ps命令查看到Redis进程：

1.2.2.建立集群

虽然我们启动了3个Redis实例，但是它们并没有形成主从关系。我们需要通过命令来配置主从关系：

# Redis5.0以前
slaveof <masterip> <masterport>
# Redis5.0以后
replicaof <masterip> <masterport>

有临时和永久两种模式：

永久生效：在redis.conf文件中利用slaveof命令指定master节点
临时生效：直接利用redis-cli控制台输入slaveof命令，指定master节点

我们测试临时模式，首先连接r2，让其以r1为master

# 连接r2
docker exec -it r2 redis-cli -p 7002
# 认r1主，也就是7001
slaveof 192.168.150.101 7001

然后连接r3，让其以r1为master

# 连接r3
docker exec -it r3 redis-cli -p 7003
# 认r1主，也就是7001
slaveof 192.168.150.101 7001

然后连接r1，查看集群状态：

# 连接r1
docker exec -it r1 redis-cli -p 7001
# 查看集群状态
info replication

结果如下：

127.0.0.1:7001> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.150.101,port=7002,state=online,offset=140,lag=1
slave1:ip=192.168.150.101,port=7003,state=online,offset=140,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:16d90568498908b322178ca12078114e6c518b86
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:140
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:140

可以看到，当前节点r1:7001的角色是master，有两个slave与其连接：

slave0：port是7002，也就是r2节点
slave1：port是7003，也就是r3节点

1.2.3.测试

依次在r1、r2、r3节点上执行下面命令：

set num 123
get num

你会发现，只有在r1这个节点上可以执行set命令（写操作）

其它两个节点只能执行get命令（读操作）。也就是说读写操作已经分离了。

2.Redis哨兵

主从结构中master节点的作用非常重要，一旦故障就会导致集群不可用。那么有什么办法能保证主从集群的高可用性呢？

2.1.哨兵集群介绍

Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来监控主从集群监控状态，确保集群的高可用性。

哨兵集群作用原理图：

哨兵的作用如下：

状态监控：Sentinel 会不断检查您的master和slave是否按预期工作
故障恢复（failover）：如果master故障，Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后会成为slave
状态通知：Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源，当集群发生failover时，会将最新集群信息推送给Redis的客户端

2.2.搭建哨兵集群

首先，我们停掉之前的redis集群：

# 老版本DockerCompose
docker-compose down
# 新版本Docker
docker compose down

然后，我们找到课前资料提供的sentinel.conf文件：

其内容如下：

sentinel announce-ip "192.168.150.101"
sentinel monitor hmaster 192.168.150.101 7001 2
sentinel down-after-milliseconds hmaster 5000
sentinel failover-timeout hmaster 60000

说明：

sentinel announce-ip "192.168.150.101"：声明当前sentinel的ip
sentinel monitor hmaster 192.168.150.101 7001 2：指定集群的主节点信息

hmaster：主节点名称，自定义，任意写
192.168.150.101 7001：主节点的ip和端口
2：认定master下线时的quorum值

sentinel down-after-milliseconds hmaster 5000：声明master节点超时多久后被标记下线
sentinel failover-timeout hmaster 60000：在第一次故障转移失败后多久再次重试

我们在虚拟机的/root/redis目录下新建3个文件夹：s1、s2、s3:

将课前资料提供的sentinel.conf文件分别拷贝一份到3个文件夹中。

接着修改docker-compose.yaml文件，内容如下：

version: "6.2.7"
services:
  r1:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r1
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7001"]
  r2:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r2
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7002", "--slaveof", "192.168.101.68", "7001"]
  r3:
    image: redis:6.2.7
    container_name: r3
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7003", "--slaveof", "192.168.101.68", "7001"]
  s1:
    image: redis:6.2.7
    container_name: s1
    volumes:
      - /root/redis/s1:/etc/redis
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-sentinel", "/etc/redis/sentinel.conf", "--port", "27001"]
  s2:
    image: redis:6.2.7
    container_name: s2
    volumes:
      - /root/redis/s2:/etc/redis
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-sentinel", "/etc/redis/sentinel.conf", "--port", "27002"]
  s3:
    image: redis:6.2.7
    container_name: s3
    volumes:
      - /root/redis/s3:/etc/redis
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-sentinel", "/etc/redis/sentinel.conf", "--port", "27003"]

直接运行命令，启动集群：

docker-compose up -d

运行结果：

我们以s1节点为例，查看其运行日志：

# Sentinel ID is 8e91bd24ea8e5eb2aee38f1cf796dcb26bb88acf
# +monitor master hmaster 192.168.150.101 7001 quorum 2
* +slave slave 192.168.150.101:7003 192.168.150.101 7003 @ hmaster 192.168.150.101 7001
* +sentinel sentinel 5bafeb97fc16a82b431c339f67b015a51dad5e4f 192.168.150.101 27002 @ hmaster 192.168.150.101 7001
* +sentinel sentinel 56546568a2f7977da36abd3d2d7324c6c3f06b8d 192.168.150.101 27003 @ hmaster 192.168.150.101 7001
* +slave slave 192.168.150.101:7002 192.168.150.101 7002 @ hmaster 192.168.150.101 7001

可以看到sentinel已经联系到了7001这个节点，并且与其它几个哨兵也建立了链接。哨兵信息如下：

27001：Sentinel ID是8e91bd24ea8e5eb2aee38f1cf796dcb26bb88acf
27002：Sentinel ID是5bafeb97fc16a82b431c339f67b015a51dad5e4f
27003：Sentinel ID是56546568a2f7977da36abd3d2d7324c6c3f06b8d

2.3.演示failover

接下来，我们演示一下当主节点故障时，哨兵是如何完成集群故障恢复（failover）的。

停止r1

docker stop r1

登录r2，查看集群状态：

稍微等待一段时间后，会发现sentinel节点触发了failover：

继续查看集群状态发现主节点为r2

3.Redis分片集群

主从模式可以解决高可用、高并发读的问题。但依然有两个问题没有解决：

海量数据存储
高并发写

要解决这两个问题就需要用到分片集群了。分片的意思，就是把数据拆分存储到不同节点，这样整个集群的存储数据量就更大了。

Redis分片集群的结构如图：

分片集群特征：

集群中有多个master，每个master保存不同分片数据，解决海量数据存储问题
每个master都可以有多个slave节点，确保高可用
master之间通过ping监测彼此健康状态，类似哨兵作用
客户端请求可以访问集群任意节点，最终都会被转发到数据所在节点

3.1.搭建分片集群

Redis分片集群最少也需要3个master节点，由于我们的机器性能有限，我们只给每个master配置1个slave，形成最小的分片集群：

计划部署的节点信息如下：

容器名	角色	IP	映射端口
r1	master	192.168.150.101	7001
r2	master	192.168.150.101	7002
r3	master	192.168.150.101	7003
r4	slave	192.168.150.101	7004
r5	slave	192.168.150.101	7005
r6	slave	192.168.150.101	7006

3.1.1.集群配置

分片集群中的Redis节点必须开启集群模式，一般在配置文件中添加下面参数：

port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

其中有3个我们没见过的参数：

cluster-enabled：是否开启集群模式
cluster-config-file：集群模式的配置文件名称，无需手动创建，由集群自动维护
cluster-node-timeout：集群中节点之间心跳超时时间

一般搭建部署集群肯定是给每个节点都配置上述参数，不过考虑到我们计划用docker-compose部署，因此可以直接在启动命令中指定参数，偷个懒。

在虚拟机的/root目录下新建一个redis-cluster目录，然后在其中新建一个docker-compose.yaml文件，内容如下：

version: "3.2"
services:
  r1:
    image: redis
    container_name: r1
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7001", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]
  r2:
    image: redis
    container_name: r2
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7002", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]
  r3:
    image: redis
    container_name: r3
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7003", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]
  r4:
    image: redis
    container_name: r4
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7004", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]
  r5:
    image: redis
    container_name: r5
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7005", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]
  r6:
    image: redis
    container_name: r6
    network_mode: "host"
    entrypoint: ["redis-server", "--port", "7006", "--cluster-enabled", "yes", "--cluster-config-file", "node.conf"]

注意：使用Docker部署Redis集群，network模式必须采用host

3.1.2.启动集群

进入/root/redis-cluster目录，使用命令启动redis：

docker-compose up -d

启动成功，可以通过命令查看启动进程：

ps -ef | grep redis
# 结果：
root       4822   4743  0 14:29 ?        00:00:02 redis-server *:7002 [cluster]
root       4827   4745  0 14:29 ?        00:00:01 redis-server *:7005 [cluster]
root       4897   4778  0 14:29 ?        00:00:01 redis-server *:7004 [cluster]
root       4903   4759  0 14:29 ?        00:00:01 redis-server *:7006 [cluster]
root       4905   4775  0 14:29 ?        00:00:02 redis-server *:7001 [cluster]
root       4912   4732  0 14:29 ?        00:00:01 redis-server *:7003 [cluster]

可以发现每个redis节点都以cluster模式运行。不过节点与节点之间并未建立连接。

接下来，我们使用命令创建集群：

# 进入任意节点容器
docker exec -it r1 bash
# 然后，执行命令
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 \
192.168.150.101:7001 192.168.150.101:7002 192.168.150.101:7003 \
192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7005 192.168.150.101:7006

命令说明：

redis-cli --cluster：代表集群操作命令
create：代表是创建集群
--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n。因此节点列表中的前n个节点就是master，其它节点都是slave节点，随机分配到不同master

输入命令后控制台会弹出下面的信息：

这里展示了集群中master与slave节点分配情况，并询问你是否同意。节点信息如下：

7001是master，节点id后6位是da134f
7002是master，节点id后6位是862fa0
7003是master，节点id后6位是ad5083
7004是slave，节点id后6位是391f8b，认ad5083（7003）为master
7005是slave，节点id后6位是e152cd，认da134f（7001）为master
7006是slave，节点id后6位是4a018a，认862fa0（7002）为master

输入yes然后回车。会发现集群开始创建，并输出下列信息：

接着，我们可以通过命令查看集群状态：

redis-cli -p 7001 cluster nodes

结果：

3.2.Java客户端连接分片集群

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，参考2.5节：

1）引入redis的starter依赖

引入SpringDataRedis的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2）配置分片集群地址

与传统单点模式不同，需要配置每个redis实例的地址，如下：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes:
        - 192.168.150.101:7001
        - 192.168.150.101:7002
        - 192.168.150.101:7003
        - 192.168.150.101:8001
        - 192.168.150.101:8002
        - 192.168.150.101:8003

3）配置读写分离

还要配置读写分离，让java客户端将写请求发送到master节点，读请求发送到slave节点。定义一个bean即可：

@Bean
public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer(){
    return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);
}

这个bean中配置的就是读写策略，包括四种：

MASTER：从主节点读取
MASTER_PREFERRED：优先从master节点读取，master不可用才读取slave
REPLICA：从slave节点读取
REPLICA_PREFERRED：优先从slave节点读取，所有的slave都不可用才读取master

Redis集群搭建

1.Redis主从

1.1.主从集群结构

1.2.搭建主从集群

1.2.1.启动多个Redis实例

1.2.2.建立集群

1.2.3.测试

2.Redis哨兵

2.1.哨兵集群介绍

2.2.搭建哨兵集群

2.3.演示failover

3.Redis分片集群

3.1.搭建分片集群

3.1.1.集群配置

3.1.2.启动集群

3.2.Java客户端连接分片集群

热门文章

最新文章

相关电子书

探索云世界

热门

云计算

大数据

云原生

人工智能

数据库

开发与运维

活动广场

任务中心

训练营

直播

乘风者计划

下载

镜像站

技术资料

Redis集群搭建

1.Redis主从

1.1.主从集群结构

1.2.搭建主从集群

1.2.1.启动多个Redis实例

1.2.2.建立集群

1.2.3.测试

2.Redis哨兵

2.1.哨兵集群介绍

2.2.搭建哨兵集群

2.3.演示failover

3.Redis分片集群

3.1.搭建分片集群

3.1.1.集群配置

3.1.2.启动集群

3.2.Java客户端连接分片集群

热门文章

最新文章

相关电子书