微服务07-分布式缓存

前提:
单机的Redis存在四大问题:

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解决办法:基于Redis集群解决单机Redis存在的问题

1、Redis持久化

Redis 具有持久化功能,其会按照设置以 快照 或 操作日志 的形式将数据持久化到磁盘。

Redis有两种持久化方案:

  • RDB持久化
  • AOF持久化

在这里插入图片描述

注意:
RDB 是默认持久化方式,但 Redis 允许 RDB 与 AOF 两种持久化技术同时开启,此时系统会使用 AOF 方式做持久化,即 AOF 持久化技术的优先级要更高。
同样的道理,两种技术同时开启 状态下 系统 启动时若两种持久化文件同时存在,则优先加载 AOF持久化文件。

1.1 RDB持久化

RDB全称Redis Database Backup file(Redis数据备份文件),也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中(将内存中某一时刻的数据快照 全量 写入到指定的 rdb 文件的持久化技术。)。

当Redis实例故障重启后,从磁盘读取快照文件,恢复数据。快照文件称为RDB 文件,默认是保存在当前运行目录。
当 Redis 启动时会自动读取 RDB 快照文件,将数据从硬盘载入到内存, 以恢复 Redis 关机前的数据库状态。

1.1.1 执行时机

RDB持久化在四种情况下会执行:

  • 执行save命令
  • 执行bgsave命令
  • Redis停机时
  • 触发RDB条件时

1)save命令

执行下面的命令,可以立即执行一次RDB:

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save命令会导致主进程执行RDB,这个过程中其它所有命令都会被阻塞。只有在数据迁移时可能用到。

阻塞 redis-server 进程,直至持久化过程完毕。而在redis-server 进程阻塞期间, Redis不能处理任何读写请求,无法对外提供服务。

2)bgsave命令

下面的命令可以异步执行RDB:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dVs393is-1691852602647)(assets/image-20210725144725943.png)]

这个命令执行后会开启独立进程完成RDB,主进程可以持续处理用户请求,不受影响。

background save ,后台运行 save
bgsave 命令会使服务器进程 redis-server 生成一个子进程,由该子进程负责完成保存过程 。在子进程进行保存过程中,不会阻塞 redis-server 进程对客户端读写请求的处理。

3)停机时

Redis停机时会执行一次save命令,实现RDB持久化。

4)触发RDB条件

Redis内部有触发RDB的机制,可以在redis.conf文件中找到,格式如下:

# 900秒内,如果至少有1个key被修改,则执行bgsave , 如果是save "" 则表示禁用RDB
save 900 1         #  在 900 秒  内发生 1 次写操作
save 300 10  
save 60 10000 

RDB的其它配置也可以在redis.conf文件中设置:

# 是否压缩 ,建议不开启,压缩也会消耗cpu,磁盘的话不值钱
rdbcompression yes# RDB文件名称  默认为 dump.rdb 
dbfilename dump.rdb  # 文件保存的路径目录
dir ./ 

1.1.2 RDB原理

bgsave开始时会fork主进程得到子进程,子进程共享主进程的内存数据。完成fork后读取内存数据并写入 RDB 文件。

fork采用的是copy-on-write技术:

  • 当主进程执行读操作时,访问共享内存;
  • 当主进程执行写操作时,则会拷贝一份数据,执行写操作。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1D6BOrJX-1691852602647)(assets/image-20210725151319695.png)]

1.1.3 小结

RDB方式bgsave的基本流程?

  • fork主进程得到一个子进程,共享内存空间
  • 子进程读取内存数据并写入新的RDB文件
  • 用新RDB文件替换旧的RDB文件

RDB会在什么时候执行?save 60 1000代表什么含义?

  • 默认是服务停止时
  • 代表60秒内至少执行1000次修改则触发RDB

RDB的缺点?

  • RDB执行间隔时间长,两次RDB之间写入数据有丢失的风险
  • fork子进程、压缩、写出RDB文件都比较耗时

1.2 AOF持久化

1.2.1 AOF原理

AOF全称为Append Only File(追加文件)。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件,可以看做是命令日志文件。

指 Redis 将每一次的写操作都以日志的形式记录到一个 AOF文件中的持久化技术。当需要恢复内存数据时,将这些写操作重新执行一次,便会恢复到之前的内存数据状态。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eX61jeir-1691852602648)(assets/image-20210725151543640.png)]

1.2.2 AOF配置

AOF默认是关闭的,需要修改redis.conf配置文件来开启AOF:

# 是否开启AOF功能,默认是no
appendonly yes# AOF文件的名称
appendfilename "appendonly.aof"

AOF的命令记录的频率也可以通过redis.conf文件来配:

# 表示每执行一次写命令,立即记录到AOF文件
appendfsync always # 写命令执行完先放入AOF缓冲区,然后表示每隔1秒将缓冲区数据写到AOF文件,是默认方案
appendfsync everysec # 写命令执行完先放入AOF缓冲区,由操作系统决定何时将缓冲区内容写回磁盘
appendfsync no

三种策略对比:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dTei06Dl-1691852602648)(assets/image-20210725151654046.png)]

1.2.3 AOF文件重写

因为是记录命令,AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作,但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令,可以让AOF文件执行重写功能(Rewrite 机制),用最少的命令达到相同效果。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-V8jHsUqu-1691852602649)(assets/image-20210725151729118.png)]

如图,AOF原本有三个命令,但是set num 123 和 set num 666都是对num的操作,第二次会覆盖第一次的值,因此第一个命令记录下来没有意义。

所以重写命令后,AOF文件内容就是:mset name jack num 666

Redis也会在触发阈值时自动去重写AOF文件。阈值也可以在redis.conf中配置:

# AOF文件比上次文件 增长超过多少百分比则触发重写
auto-aof-rewrite-percentage 100# AOF文件体积最小多大以上才触发重写 
auto-aof-rewrite-min-size 64mb 

在这里插入图片描述

1.2.4 AOF 文件格式

AOF文件包含三类文件:基本文件、增量文件与清单文件。其中基本文件一般为 rdb 格式。

1) RDB文件结构

RDB持久化文件 dump.rdb 整体上有五部分构成:
在这里插入图片描述

2) Redis 协议

增量文件扩展名为.aof ,采用 AOF 格式。 AOF 格式其实就是 Redis 通讯协议格式, AOF持久化文件的 本质 就 是基于 Redis 通讯协议 的文本 ,将命令以纯文本的方式写入到文件中。

Redis 协议规定, Redis 文本 是以行来划分,每行以 \r \n 行结束。每一行都有一个消息头
以表示消息类型。 消息头 由六种不同的符号表示,其意义如下:

  • (+) 表示一个正确的状态 信息
  • ((–) 表示一个错误信息
  • (*) 表示消息体总共有多少行,不包括当前行
  • ($) 表示下一行 消息 数据 的 长度,不包括换行符长度 r n
  • (空) 表示一个消息数据
  • ( : ) 表示返回一个数值

3) AOF 文件内容

打开 appendonly.aof.1.incr.aof 文件,可以看到如下格式内容:
在这里插入图片描述

以上内容中框起来的是三条命令。一条数据库切换命令 SELECT 0 ,两条 set 命令。它们的意义如下:
在这里插入图片描述

4)清单文件

打开清单文件 appendonly.aof.manifest ,查看其内容如下:
在这里插入图片描述
该文件首先会按照 seq 序号列举出所有基本文件,基本文件 type 类型为 b ,然后再按照seq 序号再列举出所有增量文件,增量文件 type 类型为 i
对于Redis 启动时的数据恢复,也会按照该文件由上到下依次加载它们中的数据。

1.3 RDB与AOF对比

RDB和AOF各有自己的优缺点,如果对数据安全性要求较高,在实际开发中往往会结合两者来使用。

在这里插入图片描述

2、Redis主从

2.1 搭建主从架构

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,就需要搭建主从集群,实现读写分离。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gP8rMhPi-1691852602650)(assets/image-20210725152037611.png)]

2.1.1 伪集群搭建与配置

搭建的读写分离伪集群包含一个 Master 与两个 Slave 。 它们的端口号分别是: 6380 、6381 、 6382

步骤:
1) 复制 redis.conf
在redis 安装目录中 mkdir 一个目录,名称随意。这里命名为 cluster 。然后将 redis.conf 文件复制到 cluster 目录中。该文件后面会被其它配置文件包含,所以该文件中需要设置每个 Redis 节点相同的公共的属性
在这里插入图片描述
2)修改 redis.conf
2-a) masterauth
在这里插入图片描述
因为我们要搭建主从集群,且每个主机都有可能会是Master ,所以最好不要设置密码验证属性 requirepass 。如果真需要设置,一定要每个主机的密码都设置为相同的(相同的属性: requirepass 与 masterauth)。

2-b) repl-disable-tcp-nodelay
在这里插入图片描述
该属性用于设置是否禁用 TCP 特性 tcp-nodelay 。设置为 yes 则禁用 tcp-nodelay ,此时master 与 slave 间的通信会产生延迟,但使用的 TCP 包数量会较少,占用的网络带宽会较小。相反,如果设置为 no ,则网络延迟会变小,但使用的 TCP 包数量会较多,相应占用的网络带宽会大。

tcp-nodelay 则是 TCP 协议中 Nagle 算法的开头。

3) 新建 redis 6380.conf
新建一个redis 配置文件 redis6380.conf ,该配置文件中的 Redis 端口号为 6380
在这里插入图片描述
4) 再复制出两个 conf 文件
再使用redis6380.conf 复制出两个 conf 文件: redis6381.confredis6382.conf 。然后修改其中的内容。
在这里插入图片描述
修改内容:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
5) 启动三台 Redis
在这里插入图片描述
6) 设置主从关系
打开三个会话框,分别使用客户端连接三台Redis 。 然后通过 slaveof 命令,指定 6380的 Redis 为 Master 。
在这里插入图片描述
7) 查看状态信息
通过 info replication 命令可查看当前连接的 Redis 的状态信息。
在这里插入图片描述

2.1.2 分级管理

若Redis 主从集群中的 Slave 较多时,它们的数据同步过程会对 Master 形成较大的性能压力。此时可以对这些 Slave 进行分级管理。(详细看[4、Redis分片集群])
在这里插入图片描述
实现:
例如,指定 6382 主机为 6381 主机的 Slave ,而 6381 主机仍为真正的 Master 的 Slave 。
在这里插入图片描述
Master 的 Slave 只有 6381 一个主机。

2.1.3 容灾冷处理

在Master/Slave 的 Redis 集群中,若 Master 出现宕机怎么办呢?
有 两种处理方式,一种是通过手工角色调整,使 Slave 晋升为 Master 的冷处理;一种是使用哨兵模式,实现 Redis集群的高可用 HA ,即热处理
在这里插入图片描述

2.2 主从数据同步原理

2.2.1 全量同步

主从第一次建立连接时,会执行全量同步,将master节点的所有数据都拷贝给slave节点,流程:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-KpD9Wttr-1691852602651)(assets/image-20210725152222497.png)]

master如何得知salve是第一次来连接呢??

有几个概念,可以作为判断依据:

  • Replication Id:简称replid,是数据集的标记,id一致则说明是同一数据集。每一个master都有唯一的replid,slave则会继承master节点的replid
  • offset:偏移量,随着记录在repl_baklog中的数据增多而逐渐增大。slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset,说明slave数据落后于master,需要更新。

因此slave做数据同步,必须向master声明自己的replication id 和offset,master才可以判断到底需要同步哪些数据。

因为slave原本也是一个master,有自己的replid和offset,当第一次变成slave,与master建立连接时,发送的replid和offset是自己的replid和offset。

master判断发现slave发送来的replid与自己的不一致,说明这是一个全新的slave,就知道要做全量同步了。

master会将自己的replid和offset都发送给这个slave,slave保存这些信息。以后slave的replid就与master一致了。

因此,master判断一个节点是否是第一次同步的依据,就是看replid是否一致

如图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-f8Abh86Z-1691852602651)(assets/image-20210725152700914.png)]

完整流程描述:

  • slave节点请求增量同步
  • master节点判断replid,发现不一致,拒绝增量同步
  • master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave
  • slave清空本地数据,加载master的RDB
  • master将RDB期间的命令记录在repl_baklog,并持续将log中的命令发送给slave
  • slave执行接收到的命令,保持与master之间的同步

2.2.2 增量同步

全量同步需要先做RDB,然后将RDB文件通过网络传输个slave,成本太高了。因此除了第一次做全量同步,其它大多数时候slave与master都是做增量同步

什么是增量同步?就是只更新slave与master存在差异的部分数据。如图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bpCzCPiP-1691852602652)(assets/image-20210725153201086.png)]

那么master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?

2.2.3 repl_backlog原理

master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?

这就要说到全量同步时的repl_baklog文件了。

这个文件是一个固定大小的数组,只不过数组是环形,也就是说角标到达数组末尾后,会再次从0开始读写,这样数组头部的数据就会被覆盖。

repl_baklog中会记录Redis处理过的命令日志及offset,包括master当前的offset,和slave已经拷贝到的offset:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-aHjWB3kR-1691852602653)(assets/image-20210725153359022.png)]

slave与master的offset之间的差异,就是salve需要增量拷贝的数据了。

随着不断有数据写入,master的offset逐渐变大,slave也不断的拷贝,追赶master的offset:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-vVvV6LEG-1691852602653)(assets/image-20210725153524190.png)]

直到数组被填满:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Z1g2tHhA-1691852602654)(assets/image-20210725153715910.png)]

此时,如果有新的数据写入,就会覆盖数组中的旧数据。不过,旧的数据只要是绿色的,说明是已经被同步到slave的数据,即便被覆盖了也没什么影响。因为未同步的仅仅是红色部分。

但是,如果slave出现网络阻塞,导致master的offset远远超过了slave的offset:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dgURvUVn-1691852602654)(assets/image-20210725153937031.png)]

如果master继续写入新数据,其offset就会覆盖旧的数据,直到将slave现在的offset也覆盖:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VTL8aQ5D-1691852602655)(assets/image-20210725154155984.png)]

棕色框中的红色部分,就是尚未同步,但是却已经被覆盖的数据。此时如果slave恢复,需要同步,却发现自己的offset都没有了,无法完成增量同步了。只能做全量同步。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-v9nAMIDJ-1691852602655)(assets/image-20210725154216392.png)]

2.3 主从同步优化

主从同步可以保证主从数据的一致性,非常重要。

可以从以下几个方面来优化Redis主从就集群:

  • 在master中配置repl-diskless-sync yes启用无磁盘复制,避免全量同步时的磁盘IO。
  • Redis单节点上的内存占用不要太大,减少RDB导致的过多磁盘IO
  • 适当提高repl_baklog的大小,发现slave宕机时尽快实现故障恢复,尽可能避免全量同步
  • 限制一个master上的slave节点数量,如果实在是太多slave,则可以采用主-从-从链式结构,减少master压力

主从从架构图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6MMHh2oc-1691852602656)(assets/image-20210725154405899.png)]

2.4 小结

简述全量同步和增量同步区别?

  • 全量同步:master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave。后续命令则记录在repl_baklog,逐个发送给slave。
  • 增量同步:slave提交自己的offset到master,master获取repl_baklog中从offset之后的命令给slave

什么时候执行全量同步?

  • slave节点第一次连接master节点时
  • slave节点断开时间太久,repl_baklog中的offset已经被覆盖时

什么时候执行增量同步?

  • slave节点断开又恢复,并且在repl_baklog中能找到offset时

3、Redis哨兵

Redis提供了哨兵(Sentinel)机制来实现主从集群的自动故障恢复。

3.1 哨兵原理

3.1.1 集群结构和作用

哨兵的结构如图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BRs3NwqU-1691852602656)(assets/image-20210725154528072.png)]

哨兵的作用如下:

  • 监控:Sentinel 会不断检查您的master和slave是否按预期工作
  • 自动故障恢复:如果master故障,Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后也以新的master为主
  • 通知:Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源,当集群发生故障转移时,会将最新信息推送给Redis的客户端

3.1.2 集群监控原理

Sentinel基于心跳机制监测服务状态,每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令:

•主观下线:如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应,则认为该实例主观下线

•客观下线:若超过指定数量(quorum)的sentinel都认为该实例主观下线,则该实例客观下线。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-06nNB4WR-1691852602656)(assets/image-20210725154632354.png)]

3.1.3 集群故障恢复原理

一旦发现master故障,sentinel需要在salve中选择一个作为新的master,选择依据是这样的:

  • 首先会判断slave节点与master节点断开时间长短,如果超过指定值(down-after-milliseconds * 10)则会排除该slave节点
  • 然后判断slave节点的slave-priority值,越小优先级越高,如果是0则永不参与选举
  • 如果slave-prority一样,则判断slave节点的offset值,越大说明数据越新,优先级越高
  • 最后是判断slave节点的运行id大小,越小优先级越高。

当选出一个新的master后,该如何实现切换呢?

流程如下:

  • sentinel给备选的slave1节点发送slaveof no one命令,让该节点成为master
  • sentinel给所有其它slave发送slaveof 192.168.150.101 7002 命令,让这些slave成为新master的从节点,开始从新的master上同步数据。
  • 最后,sentinel将故障节点标记为slave,当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rW3qczTq-1691852602657)(assets/image-20210725154816841.png)]

3.1.4 小结

Sentinel的三个作用是什么?

  • 监控
  • 故障转移
  • 通知

Sentinel如何判断一个redis实例是否健康?

  • 每隔1秒发送一次ping命令,如果超过一定时间没有相向则认为是主观下线
  • 如果大多数sentinel都认为实例主观下线,则判定服务下线

故障转移步骤有哪些?

  • 首先选定一个slave作为新的master,执行slaveof no one
  • 然后让所有节点都执行slaveof 新master
  • 修改故障节点配置,添加slaveof 新master

3.2 搭建哨兵集群

3.3 RedisTemplate

在Sentinel集群监管下的Redis主从集群,其节点会因为自动故障转移而发生变化,Redis的客户端必须感知这种变化,及时更新连接信息。Spring的RedisTemplate底层利用lettuce实现了节点的感知和自动切换。

下面,我们通过一个测试来实现RedisTemplate集成哨兵机制。

3.3.1 导入Demo工程

3.3.2 引入依赖

在项目的pom文件中引入依赖:

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

3.3.3 配置Redis地址

然后在配置文件application.yml中指定redis的sentinel相关信息:

spring:redis:sentinel:master: mymasternodes:- 192.168.150.101:27001- 192.168.150.101:27002- 192.168.150.101:27003

3.3.4 配置读写分离

在项目的启动类中,添加一个新的bean:

@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replica
  • REPLICA:从slave(replica)节点读取
  • REPLICA _PREFERRED:优先从slave(replica)节点读取,所有的slave都不可用才读取master

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,如图:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-cyGa6z8p-1691852602659)(assets/image-20210725155747294.png)]

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

4.2 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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4twreoTa-1691852602660)(assets/image-20210725155820320.png)]

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

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。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FcAvoShh-1691852602660)(assets/image-20210725155850200.png)]

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

4.2.1 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

4.3 集群伸缩

redis-cli --cluster提供了很多操作集群的命令,可以通过下面方式查看:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6lsmK2hz-1691852602661)(assets/image-20210725160138290.png)]

比如,添加节点的命令:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JqRvNlMQ-1691852602661)(assets/image-20210725160448139.png)]

4.3.1 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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-dSt3J3Xo-1691852602662)(assets/image-20210725160448139.png)]

执行命令:

redis-cli --cluster add-node  192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7001

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3Dq7yJww-1691852602662)(assets/image-20210725161007099.png)]

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hcnawKj3-1691852602663)(assets/image-20210725161241793.png)]

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hBN6pXDd-1691852602663)(assets/image-20210725161401925.png)]

具体命令如下:

建立连接:
在这里插入图片描述

得到下面的反馈:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7uW92zsR-1691852602664)(assets/image-20210725161540841.png)]

询问要移动多少个插槽,我们计划是3000个:

新的问题来了:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nFPG9HF6-1691852602666)(assets/image-20210725161637152.png)]

那个node来接收这些插槽??

显然是7004,那么7004节点的id是多少呢?

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TCpq2or3-1691852602666)(assets/image-20210725161731738.png)]

复制这个id,然后拷贝到刚才的控制台后:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-SaLWQMBB-1691852602667)(assets/image-20210725161817642.png)]

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0WMY1yOX-1691852602667)(assets/image-20210725162030478.png)]

填完后,点击done,这样插槽转移就准备好了:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oCE1XSNu-1691852602668)(assets/image-20210725162101228.png)]

确认要转移吗?输入yes:

然后,通过命令查看结果:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-MCWiUqQ3-1691852602668)(assets/image-20210725162145497.png)]

可以看到:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oxTms0sV-1691852602668)(assets/image-20210725162224058.png)]

目的达成。

4.4 故障转移

集群初识状态是这样的:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2GnkYKWB-1691852602669)(assets/image-20210727161152065.png)]

其中7001、7002、7003都是master,我们计划让7002宕机。

4.4.1.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

1)首先是该实例与其它实例失去连接

2)然后是疑似宕机:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-rg0hT3W1-1691852602669)(assets/image-20210725162319490.png)]

3)最后是确定下线,自动提升一个slave为新的master:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4A0yTwzR-1691852602670)(assets/image-20210725162408979.png)]

4)当7002再次启动,就会变为一个slave节点了:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4p13TWs0-1691852602670)(assets/image-20210727160803386.png)]

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。其流程如下:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-7ZivJH5K-1691852602670)(assets/image-20210725162441407.png)]

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:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DqxQs1Ah-1691852602671)(assets/image-20210727160037766.png)]

效果:

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-1MOqbAJc-1691852602671)(assets/image-20210727161152065.png)]

4.5 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:- 192.168.150.101:7001-

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