Redis Cluster集群化架构演进v1

redis6种策略Redis是一种流行的开源内存数据库，它提供了多种策略来处理数据。

本文将介绍Redis的六种策略，包括数据持久化、主从复制、高可用性、分布式缓存、事务处理和发布订阅。

一、数据持久化数据持久化是Redis的核心特性之一，它允许将内存中的数据保存到硬盘中，以防止数据丢失。

Redis提供了两种数据持久化策略：RDB和AOF。

1. RDB（Redis DataBase）是一种快照式的持久化策略，它会将数据保存为二进制文件。

RDB的优点是文件体积小、加载速度快，适合用于备份和恢复数据。

缺点是在发生故障时可能会有数据丢失。

2. AOF（Append Only File）是一种追加式的持久化策略，它会将每个写操作追加到文件末尾。

AOF的优点是可以提供更好的数据安全性，因为每个操作都会被记录下来。

缺点是文件体积相对较大，加载速度相对较慢。

二、主从复制主从复制是一种将数据从一个Redis服务器复制到多个Redis服务器的策略，用于提高系统的读写性能和可用性。

主从复制的过程分为三个步骤：复制初始化、全量复制和增量复制。

1. 复制初始化：从服务器连接主服务器，并通过发送SYNC命令来进行复制初始化。

2. 全量复制：主服务器将自己的数据发送给从服务器，从服务器接收并加载数据。

3. 增量复制：主服务器将自己的写操作发送给从服务器，从服务器接收并执行写操作，从而保持数据的一致性。

主从复制可以提高系统的读写性能，同时还可以提供故障切换和负载均衡的功能。

三、高可用性高可用性是指系统在发生故障时能够保持正常运行的能力。

Redis 提供了多种策略来实现高可用性，包括哨兵模式和集群模式。

1. 哨兵模式：哨兵模式是通过监控主服务器的状态来实现高可用性。

当主服务器发生故障时，哨兵会自动将一个从服务器升级为主服务器，从而保证系统的可用性。

2. 集群模式：集群模式是通过将数据分布在多个节点上来实现高可用性。

当某个节点发生故障时，其他节点会自动接管该节点的工作，从而保证系统的可用性。

Codis与RedisCluster的原理详解背景介绍我们先来看⼀下为什么要做集群，如果我们要部署⼀个单节点Redis，很明显会遇到单点故障的问题。

⾸先能想到解决单点故障的⽅法，就是做主从，但是当有海量存储需求时，单⼀的主从结构就会出问题，说问题之前要先了解⼀下主从之间是如何复制的。

我们把Redis分为三个部分，分别是客户端、主节点以及从节点，如果从节点要同步主节点的数据，它⾸先会发Sync指令给主节点，主节点收到指令之后会执⾏BGSAVE命令⽣成RDB⽂件，这个RDB⽂件指的是快照⽂件，它是Redis两种备份⽅式的其中⼀种，另⼀种叫AOF，它的原理是将所有的写⼊指令存⼊⽂件，mysql的binlog原理是⼀样的。

如果主节点在⽣成RDB的过程当中，客户端发来了写⼊指令，这个时候主节点会把指令全部写⼊缓冲区，等RDB⽣成完了，会把RDB⽂件发送给从节点，最后再把缓冲区的指令发送给从节点。

这样就完成了整个的复制。

我们刚才说单纯地做主从是有缺陷的，这个缺陷就是如果我们要存储海量的数据，那么BGSAVE指令⽣成的RDB⽂件会⾮常巨⼤，这个⽂件传送给从节点也会⾮常慢，如果缓冲区命令很多的话，从节点同步数据时也会执⾏很久，所以，要解决单点问题和海量存储问题，还是要考虑做集群。

Redis常见集群⽅案Redis集群⽅案⽬前主流的有三种，分别是Twemproxy、Codis和Redis Cluster。

Twemproxy，是推特开源的，它最⼤的缺点就是⽆法平滑的扩缩容，⽽Codis解决了Twemproxy扩缩容的问题，⽽且兼容了Twemproxy，它是由豌⾖荚开源的，和Twemproxy都是代理模式。

其实Codis能发展起来的⼀个主要原因是它是在Redis官⽅集群⽅案漏洞百出的时候率先成熟稳定的。

以现在的Redis官⽅集群⽅案，这两个好像没有太⼤差别了，不过我也没有去做性能测试，不清楚哪个最好。

Redis Cluster是由官⽅出品的，⽤去中⼼化的⽅式实现，不属于代理模式，今天主要讲codis，redis cluster后⾯也会过⼀下。

redis cluster参数Redis Cluster是Redis提供的分布式解决方案，旨在为高可用性、可扩展性和可扩展性提供支持。

在使用Redis Cluster时，需要了解并设置一些参数，以便系统能够以最佳状态运行。

下面将介绍一些常用的Redis Cluster参数及其作用。

1. cluster-enabled：是否启用Redis Cluster。

默认值为no。

2. cluster-node-timeout：Redis集群节点超时时间。

超时时间内未收到节点的ACK消息，则将认为该节点无法正常工作。

默认为15秒。

3. cluster-replica-validity-factor：Redis集群副本的有效性因子。

当主节点宕机时，副本将被晋升为新的主节点。

该参数指定晋升后是否应该将新主节点的副本作为可用节点加入Redis集群。

默认为0，表示不添加。

4. cluster-migration-barrier：Redis集群迁移阈值。

当一次集群迁移操作的键值数量超过该阈值时，集群将被阻塞以防止过多节点同时执行迁移操作。

默认为1，即不阻塞。

5. cluster-require-full-coverage：Redis集群是否要求完全覆盖。

默认为yes，表示所有节点都必须可用。

设置为no则表示只需满足半数节点可用即可。

6. cluster-announce-ip：Redis节点通告的IP地址。

默认为空，Redis将自动使用绑定的IP地址。

7. cluster-announce-port：Redis节点通告的端口号。

默认值为0，Redis将自动使用随机端口。

8. cluster-announce-bus-port：Redis总线通告的端口号。

默认值为0，Redis将自动使用随机端口。

9. cluster-slave-validity-factor：Redis副本的有效性因子。

当最后一个主节点宕机后，副本将被晋升为新的主节点。

互联⽹架构的演变过程（⼀）简介web1.0时代web2.0时代互联⽹时代互联⽹+ --》智慧城市。

2012年提出。

云计算+⼤数据时代背景随着互联⽹的发展，⽹站应⽤的规模不断扩⼤，常规的垂直应⽤架构已⽆法应对，分布式服务架构以及流动计算架构势在必⾏，亟需⼀个治理系统确保架构有条不紊的演进。

1、第⼀时期单⼀应⽤架构all in one(所有的模块在⼀起，技术也不分层)⽹站的初期，也认为互联⽹发展的最早时期。

会在单机部署上所有的应⽤程序和软件。

所有的代码都是写在JSP⾥⾯，所有的代码都写在⼀起。

这种⽅式称为all in one。

特点：1、不具备代码的可维护性。

2、容错性差。

因为我们所有的代码都写在JSP页⾥。

当⽤户或某些原因发⽣异常。

（1、⽤户直接看到异常错误信息。

2、这个错误会导致服务器宕机）容错性，是指软件检测应⽤程序所运⾏的软件或硬件中发⽣的错误并从错误中恢复的能⼒，通常可以从系统的可靠性、可⽤性、可测性等⼏个⽅⾯来衡量。

单体地狱。

:只需⼀个应⽤，将所有功能都部署在⼀起，以减少部署节点和成本。

2 第⼀时期后阶段解决⽅案:1、分层开发（提⾼维护性）【解决容错性】2、MVC架构（Web应⽤程序的设计模式）3、服务器的分离部署特点：1、MVC分层开发（解决容错性问题）2、数据库和项⽬部署分离问题：随着⽤户的访问量持续增加，单台应⽤服务器已经⽆法满⾜需求。

解决⽅案：集群。

3 可能会产⽣的⼏个问题：1.1. ⾼可⽤“⾼可⽤性”（High Availability）通常来描述⼀个系统经过专门的设计，从⽽减少停⼯时间，⽽保持其服务的⾼度可⽤性。

(⼀直都能⽤)1.2. ⾼并发⾼并发（High Concurrency）是互联⽹分布式系统架构设计中必须考虑的因素之⼀，它通常是指，通过设计保证系统能够同时并⾏处理很多请求。

⾼并发相关常⽤的⼀些指标有响应时间（Response Time），吞吐量（Throughput），每秒查询率QPS（Query Per Second），并发⽤户数等。

redis集群工作原理Redis集群工作原理概述：Redis是一款高性能的键值存储系统，它的集群模式可以通过分布在不同节点的多个Redis实例来提高系统的性能和容量。

本文将介绍Redis集群的工作原理，包括数据分片、主从复制、故障转移等关键技术。

一、数据分片Redis集群通过数据分片来将数据分布在多个节点上。

具体来说，Redis使用哈希槽（hash slot）将数据划分为16384个槽位，每个键值对根据其键通过哈希算法分配到一个槽位上。

这样，每个Redis节点就负责管理部分槽位上的数据。

二、主从复制为了提供数据的高可用性，Redis集群使用主从复制机制。

每个主节点可以有多个从节点，主节点负责处理读写请求，从节点则负责复制主节点的数据。

主节点将数据通过异步复制的方式发送给从节点，从节点将接收到的数据写入自己的数据库中。

三、故障转移当一个主节点出现故障时，Redis集群需要进行故障转移，确保数据的可用性。

故障转移的过程如下：1. 当主节点失效时，集群中的某个从节点会被选举为新的主节点。

2. 新的主节点会将自己的身份广播给其他节点，并开始接收客户端的读写请求。

3. 其他从节点会将原来的主节点切换为新的主节点，并开始复制新的主节点的数据。

4. 如果原来的主节点恢复，它将成为新的从节点，并开始复制新的主节点的数据。

四、节点间通信Redis集群中的节点之间通过gossip协议进行通信。

每个节点会定期与其他节点交换信息，包括节点的状态、槽位分配情况等。

通过这种方式，集群中的每个节点都能了解整个集群的状态，并根据需要进行数据迁移、故障转移等操作。

五、客户端路由在Redis集群中，客户端需要将请求发送到正确的节点上。

为了实现这一点，客户端会通过集群的握手过程获取到集群的拓扑信息，包括每个节点的地址和槽位分配情况。

然后，客户端根据键的哈希值将请求发送到对应的节点上。

六、集群维护Redis集群提供了一些维护命令，用于管理集群的状态和配置。

redis cluster--redis集群模式原理Redis Cluster是Redis官方推出的分布式架构，它可以将多台Redis服务器看作是一个整体来使用，提供了高可用性、高扩展性等优点。

Redis Cluster基于分区的思想，将key映射到集群中的某一个节点上，每个节点负责一部分key。

通过互相通信来维护全局一致性和去重。

Redis Cluster集群模式分为以下几个部分：1、集群的节点数量不同，可以由多个Master节点和多个Slave节点组成。

2、每个节点都有一个唯一的名称（注意是名称不是IP地址），通过名称进行通信。

3、Redis Cluster将整个数据集分成16384个hash slot，每个节点可以处理其中一部分，节点之间通过Gossip协议交换信息，保持整个集群信息的一致性。

4、一个Redis节点可以既是Master，也可以是Slave。

Master节点负责处理客户端请求，而Slave节点则仅用于备份和读取数据，Master节点操作的数据会被同步到Slave节点。

5、在Redis Cluster中，如果一个Master节点宕机，它上面的所有Slave节点都不能升级为Master节点。

而是会自动进行故障转移，将失效的Master节点的Slot分配给其他运行正常的Master节点，并将其对应的Slave节点降级为Master节点，从而保证整个集群的可用性。

6、对于新加入的节点，可以使用resharding命令进行Slot的再分配。

重新分配Slot会导致数据迁移，因此需要慎重考虑。

总之，Redis Cluster集群模式的优点在于它能够提供高可用性、高扩展性、自动故障转移等特性。

但同时也需要注意一些坑点，如节点名称不能重复、节点之间的网络延迟等问题。

Redis集群使用指南一、Redis集群简介Redis（Remote Dictionary Server）是一个开源的基于内存的键值对存储系统，经常用来作为缓存、消息队列和数据库。

在实际使用过程中，Redis可能会出现性能瓶颈和单点故障。

为了解决这些问题，Redis提供了集群模式。

Redis集群是对多个Redis节点进行逻辑分区和复制，从而实现高可用、高性能和可伸缩性。

Redis集群能够自动进行故障转移和重新分配，可以提供更好的可靠性和吞吐量。

二、Redis集群的工作原理Redis集群采用哈希槽（Hash Slot）的方式来实现数据的分片和复制。

一个Redis集群可以包含多个Redis节点，每个节点管理一部分哈希槽。

当客户端需要对某个键进行操作时，Redis首先计算该键对应的哈希值，然后将其分配到某个哈希槽中。

Redis集群根据哈希槽的分配情况，将该键的操作转发给相应的Redis节点进行处理。

如果某个节点出现故障，Redis集群会自动将该节点管理的哈希槽重新分配给其他节点。

Redis集群采用主从复制的方式来实现数据的持久化和高可用。

每个主节点可以有多个从节点，主节点负责处理读写请求，同时将数据复制到从节点。

如果主节点出现故障，其中的一个从节点会被自动选举为新的主节点，继续处理客户端请求。

三、搭建Redis集群的步骤1、安装Redis节点在Linux系统上安装Redis比较简单，可以使用以下命令：sudo apt-get updatesudo apt-get install redis-server安装完毕后，可以通过以下命令启动Redis服务：sudo service redis-server start2、配置Redis节点每个Redis节点都需要进行一些配置，以便加入到Redis集群中。

可以通过以下命令进入Redis配置文件：sudo vim /etc/redis/redis.conf需要修改的配置项有以下几个：cluster-enabled yes：启用Redis集群模式。

Redis是一个开源的内存数据结构存储系统，它提供了键值对存储、发布订阅、主从复制等功能。

下面是Redis的发展史：
2009年：Redis由Salvatore Sanfilippo开发并首次发布。

在最初的版本中，Redis只提供了基本的键值对存储功能。

2010年：Redis 2.0发布，引入了持久化功能，支持将内存中的数据保存到硬盘上。

这使得Redis不仅可以作为缓存系统，还可以用作持久化存储系统。

2012年：Redis 2.6发布，引入了虚拟内存功能，允许Redis将不常用的数据交换到磁盘上，从而提高内存利用率。

2014年：Redis 3.0发布，引入了集群功能，支持将数据分布在多个节点上，提高了系统的可扩展性和容错性。

2015年：Redis 3.2发布，引入了模块化功能，允许用户通过插件的方式扩展Redis的功能。

2016年：Redis 4.0发布，引入了多线程IO模型，提高了系统的并发性能。

2019年：Redis 5.0发布，引入了Stream数据类型、Bloom Filter等新功能，进一步丰富了Redis的功能。

除了官方版本的发展，Redis也有很多第三方扩展和插件，如Redisson、Lettuce等，为用户提供了更多的功能和工具。

总的来说，Redis在过去的几年中不断发展和改进，成为了一个功能强大、性能优越的数据存储系统，被广泛应用于缓存、消息队列、实时统计等场景。

redis集群面试题1. Redis集群的概念和作用Redis集群是为了解决单机Redis在性能和容量方面的限制而引入的一种架构。

通过将数据分布到多个节点上，并且提供数据的自动分片和故障转移功能，实现了高可用性和水平扩展。

2. Redis集群的工作原理Redis集群采用分布式哈希槽的方式来实现数据的分片和分布。

一共有16384个哈希槽，每个槽可以存储一个键值对。

当有新的节点加入或者节点下线时，Redis集群会重新计算哈希槽的分布。

3. Redis集群的节点角色Redis集群中的节点可以分为主节点和从节点。

每个主节点负责一部分哈希槽和与之相关的读写操作，而从节点负责复制主节点的数据，并且在主节点宕机时能够自动切换为主节点。

4. Redis集群的部署方式Redis集群可以通过手动搭建和使用第三方工具来进行部署。

手动搭建需要先安装并配置Redis服务器，然后将各个节点连接成集群。

而使用第三方工具如Redis Sentinel或者Redis Cluster Manager可以简化部署和管理的过程。

5. Redis集群的主从复制机制在Redis集群中，主从复制机制用于实现数据的复制和高可用性。

当主节点宕机时，从节点会自动切换为主节点，保证系统的正常运行。

同时，主节点会将自己的写操作同步到从节点，以保证数据的一致性。

6. Redis集群的故障转移当主节点宕机时，Redis集群会自动从从节点中选举一个新的主节点来替代，以保证集群的可用性。

这个过程称为故障转移，Redis集群采用Raft一致性算法来实现故障转移。

7. Redis集群的数据一致性由于Redis集群的分片机制，数据在多个节点之间是分散存储的。

因此，在进行写操作后，Redis集群会将该写操作同步到所有从节点上，以保证数据的一致性。

同时，Redis也提供了读写分离机制，可以将读操作发往从节点，减轻主节点的负载压力。

8. Redis集群的性能优化为了提高Redis集群的性能，可以采取以下措施：- 合理选择数据模型，避免使用过多的哈希槽。

Redis集群模式是一种在多个Redis实例之间分布数据和负载的解决方案，它提供了高可用性和可伸缩性。

以下是Redis集群模式的基本原理：
数据分片（Sharding）：
Redis集群将数据分散存储在多个Redis节点上。

采用哈希算法（如CRC16）对键进行分片，根据键的哈希值将数据分配到不同的节点上。

每个节点负责一部分数据。

节点间通信：
Redis集群使用Gossip协议实现节点间的信息交换和发现。

每个节点通过集群总线（cluster bus）广播自己的状态信息和集群拓扑结构。

通过交换信息，节点能够了解其他节点的状态、可用性和负载情况。

主从复制：
Redis集群中的每个节点都可以配置为主节点或从节点。

主节点负责接收写入请求，并将数据复制到从节点。

从节点负责处理读取请求，并复制主节点的数据。

主从复制提供了数据的冗余和高可用性。

故障检测和故障转移：
Redis集群会监控节点的可用性。

如果某个主节点出现故障，集群会自动将从节点升级为新的主节点，并将数据迁移到新的主节点上。

故障转移过程中，集群会通过选举机制选择新的主节点，并更新集群的拓扑结构。

客户端路由：
客户端通过与集群中的任一节点通信来访问Redis集群。

客户端会根据键的哈希值将请求路由到相应的节点上。

节点会返回请求的数据或将请求转发给适当的节点。

通过以上机制，Redis集群实现了数据的分布存储、负载均衡和高可用性。

它允许在需要大规模数据处理和高并发访问的场景下，提供稳定可靠的性能和服务。