Redis Cluster 集群

什么是 Cluster 集群？

Cluster 集群是通过搭建多个主从节点，每对主从节点存储不同的数据，从而扩大存储容量，解决单线程写的瓶颈，增大吞吐量。

在不考虑哨兵的情况下，Cluster 至少需要三个 master 节点，每个 master 节点至少需要一个 slave。

Cluster 的优缺点有哪些？

优点：

• 无中心架构；
• 数据按照 slot 存储分布在多个节点，节点间数据共享，可动态调整数据分布；
• 可扩展：可线性扩展，动态删除节点。
• 高可用：部分节点不可用时，集群仍然可用，并可以通过增加 slave，哨兵等做为数据副本，实现故障自动转移；
• 降低运维成本，提高系统的扩展性和可用性。

缺点：

• 可能不支持多个 key 的混合计算。例如两个 key 分布在不同节点上，就很难只用 redis 对其求交集等。
• 分库扩容可能比较复杂。
• client 实现复杂，需要实现 smart client，先得到 key 的具体位置，并且也要定时更新。 数据通过异步复制，不保证数据的强一致性。

如何搭建 Cluster 集群？

1. 所有的节点的 redis.conf 文件都添加 cluster-enabled yes
2. 启动所有节点，同时选择一个节点输入命令 redis-cli --cluster create 节点1IP:端口 节点2IP:端口 …… --cluster-replicas 1

如何去得知 Key 存储在哪个节点（分区）？

现在有三种常用的分区方法：节点取余分区，一致性哈希分区，虚拟槽分区。

1. 节点取余分区

对每个 key 进行取余，并根据余数放到不同的分区中。

• 优点：计算简单
• 缺点：当要扩容时，需要把所有数据重新取余一遍。

2. 一致性哈希分区

运用哈希环（创建一个大小为 2³²-1 的环形数组），每个节点都选择数组中的一个点。当添加 key 时，把 key 也放到数组上面，同时根据顺时针的方式，找到离得最近的节点，存到这个节点里。

• 优点：增加或减少节点很容易：当增加节点时，在数组中选择一个位置，并且逆时针将与上一个节点之间的数据都转移到此节点上。
• 缺点：数组初始时需要很大，也可以采用链地址法。

3. 虚拟槽分区

预设虚拟槽，槽的大小比节点的大小小得多（即一个节点上有多个虚拟槽），将数据映射到虚拟槽上，将虚拟槽映射到节点上。

• 优点：这是 redis 默认的分区方式，扩容或缩容时是以槽为单位，可以自身控制扩容、缩容需要的代价