操作系統(tǒng)：CentOS-7.8
redis版本：6.0.5
本篇錘子將和大家一起學(xué)習(xí)redis高可用，文章中會介紹和演示兩種redis高可用服務(wù)的基本原理和搭建方式，幫助大家快速學(xué)習(xí)搭建使用redis服務(wù)。對redis不太熟悉的朋友可以參考上一篇《一起學(xué)習(xí)Redis基礎(chǔ)》
一、高可用方案
redis 服務(wù)實現(xiàn)高可用主要有兩種方式：主從復(fù)制(Replication-Sentinel)和Redis集群(Redis Cluster)。下面對兩種高可用方案進行原理介紹
1.主從復(fù)制與哨兵機制
單純Redis主從復(fù)制并不是一個高可用方案，Redis主從復(fù)制模式下MASTER節(jié)點宕機后是沒有重新選主機制，也就意味的服務(wù)部分功能不可用，而哨兵機制Redis中提供了監(jiān)控節(jié)點健康狀態(tài)的機制，所以主從復(fù)制模式結(jié)合哨兵機制才是一個真正高可用服務(wù)方案
主從復(fù)制
主從復(fù)制模式下redis多個節(jié)點分為兩種類型：主節(jié)點（Master）和從節(jié)點（Slave）。主節(jié)點負責(zé)讀寫工作，而從節(jié)點僅負責(zé)讀工作，所以當(dāng)主節(jié)點故障后，則服務(wù)就不可寫了。
主從復(fù)制模式下有以下特點：
Master節(jié)點既可以讀也可以寫，Slave節(jié)點只能讀，不可以寫
Master實例與Slave實例之間的數(shù)據(jù)是實時同步的，即 Master中有數(shù)據(jù)變更時會與Slave進行交互，以便于將自身數(shù)據(jù)的變更復(fù)制給 Slave
Slave與Master斷開連接，過一段時間后再次連接Master時會同步自己斷開時間段中Master中數(shù)據(jù)的更改部分，若無法部分同步數(shù)據(jù)，則Slave會請求全量同步數(shù)據(jù)
服務(wù)故障時，若Slave節(jié)點宕機，則讀寫服務(wù)可繼續(xù)提供，若Master節(jié)點宕機，則只有讀服務(wù)可繼續(xù)提供
整個服務(wù)的讀性能高，寫性能受Master節(jié)點性能限制
整個服務(wù)存儲上限受Master節(jié)點機器存儲限制（多個節(jié)點數(shù)據(jù)互為副本，Master存儲滿了就無法繼續(xù)存儲）
哨兵機制
哨兵機制（Redis Sentinel）是Redis社區(qū)提供的高可用解決方案，哨兵是一個獨立的進程，它會實時監(jiān)控Redis節(jié)點的健康狀態(tài)，當(dāng)Master不可用時會觸發(fā)選主機制，從多個Slave節(jié)點中選出一個節(jié)點作為新的Master。
由于哨兵是獨立的進程，所以在使用哨兵機制實現(xiàn)高可用時是需要部署兩套集群即：哨兵集群和 Redis主從復(fù)制集群。
哨兵集群是由多個哨兵組成的分布式集群，主要有以下特點
監(jiān)控redis節(jié)點的健康狀況，發(fā)現(xiàn)節(jié)點故障
發(fā)現(xiàn)Redis節(jié)點故障時，可以發(fā)送提醒通知
當(dāng)發(fā)現(xiàn)Master節(jié)點故障時，會進行故障自動轉(zhuǎn)移，從Slave節(jié)點中重新選主，保證Redis服務(wù)集群可用
哨兵節(jié)點個數(shù)需滿足奇數(shù)個，且至少為3個
一個哨兵集群可監(jiān)控多套Redis服務(wù)集群
哨兵模式下還有兩個概念：主觀下線和客觀下線
主觀下線是在指定時間內(nèi)哨兵（Sentinel） 沒有收到目標節(jié)點的有效回復(fù)，則會判定該節(jié)點為主觀下線，當(dāng)大于等于半數(shù)個哨兵都將目標節(jié)點標記為主觀下線，此時會判定目標節(jié)點客觀下線，對于客觀下線的節(jié)點若是主節(jié)點則會進行故障轉(zhuǎn)移
2.集群模式
Redis集群模式是社區(qū)推出的 Redis 分布式集群解決方案，這樣的一個集群是由多個主從節(jié)點群組成的分布式服務(wù)器群，它具有復(fù)制、高可用和分片特性。
相對于主從復(fù)制模式來說，Redis cluster模式是多主節(jié)點，且各個主節(jié)點的數(shù)據(jù)也不一樣，數(shù)據(jù)采用分片的方式由多個主節(jié)點共同管理，每個主節(jié)點只管理部分數(shù)據(jù)。Redis默認劃分了16384個hash槽，每個key通過CRC16校驗后對16384取模來決定放置哪個槽，集群的每主節(jié)點只負責(zé)一部分hash槽的管理，這樣也可以達到負載均衡的目的。
在Redis Cluster模式下的主節(jié)點提供讀寫操作，從節(jié)點作為備用節(jié)點不接收服務(wù)請求，只作為故障轉(zhuǎn)移使用，在主節(jié)點與從節(jié)點之間也是采用主從復(fù)制機制，即一個主節(jié)點可以有多個從節(jié)點，當(dāng)主節(jié)點故障時，會從當(dāng)前主節(jié)點下的從節(jié)點中選主成為主節(jié)點繼續(xù)服務(wù)。
Redis Cluster 的一個簡略示意圖如下所示
從圖中看出，Redis Cluster模式下是有多個主節(jié)點，每個主節(jié)點可以有多個從節(jié)點，且Redis自身在Cluster模式也做了節(jié)點數(shù)限制，節(jié)點最小配置 6 個節(jié)點（3 主 3 從）。
3.優(yōu)缺點對比
在了解完上面兩種模式后，我們來對比一下這兩種模式各自的優(yōu)缺點
二、搭建與配置演示
1.Replication-Sentinel
環(huán)境準備
三臺主機：RedisMaster（192.168.56.91）、RedisSlave1（192.168.56.92）、RedisSlave2（192.168.56.93）
主節(jié)點一個為RedisMaster，從節(jié)點兩個為RedisSlave1和RedisSlave2
三個節(jié)點redis先進行基礎(chǔ)安裝（下載源碼，解壓，編譯，基礎(chǔ)配置等），基礎(chǔ)安裝參照《學(xué)習(xí)必備——redis安裝》
配置操作
a）主從復(fù)制配置
三個節(jié)點的redis.conf配置如下
# 服務(wù)器端口號，默認就是6379
port 6379
# 運行所有ip訪問服務(wù)
bind 0.0.0.0
# reids的密碼
requirepass "123456"
# 主節(jié)點redis器密碼
masterauth "123456"
# 下面配置只需要配置slave節(jié)點
# 配置主服務(wù)器地址、端口號
replicaof 192.168.56.91
三個節(jié)點配置完成后，啟動redis，使用客戶端連接redis，查看三個節(jié)點服務(wù)信息如下：
從圖中可以看出，我們配置三個節(jié)點正確運行，第一個為Mater節(jié)點后兩個為slave節(jié)點
b）哨兵配置
在redis的編譯目錄下有 sentinel.conf 文件，三個節(jié)點配置sentinel.conf如下
#哨兵監(jiān)聽端口
port 26379
#哨兵啟動后運行在后臺
daemonize yes
# 配置哨兵，主節(jié)點名稱（可自定義，但要與后面配置與其他節(jié)點哨兵一致），主節(jié)點ip，主節(jié)點redis端口，2個以上哨兵認為主節(jié)點不可用時進行故障轉(zhuǎn)移
sentinel monitor redis-master 127.0.0.1 6379 2
# redis認證密碼
sentinel auth-pass redis-mater 123456
# 被sentinel認定為不可用的間隔時間，單位毫秒
sentinel down-after-milliseconds redis-master 30000
# 剩余的slaves重新和新的master做同步時，進行同步的slave的并行個數(shù)
sentinel parallel-syncs redis-master 1
# 故障轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移的超時時間，若執(zhí)行故障轉(zhuǎn)移的哨兵超過該時間仍未進行主節(jié)點切換，則會由其他的哨兵來處理
sentinel failover-timeout redis-master 180000
編譯目錄下啟動哨兵：./src/redis-sentinel sentinel.conf
驗證
經(jīng)過以上配置在所有都啟動的情況下，我們停止掉redis-master（192.168.56.91）
經(jīng)過哨兵故障轉(zhuǎn)移結(jié)果如下圖所示
2.Redis Cluster
環(huán)境準備
六臺主機：Redis81（192.168.56.81）、Redis82（192.168.56.82）、Redis83（192.168.56.83），Redis84（192.168.56.84）、Redis85（192.168.56.85、Redis86（192.168.56.86）
六個節(jié)點redis先進行基礎(chǔ)安裝（下載源碼，解壓，編譯，基礎(chǔ)配置等），基礎(chǔ)安裝參照《學(xué)習(xí)必備——redis安裝》
配置操作
對6個節(jié)點的redis.conf進行配置如下：
#redis監(jiān)聽端口
port 6379
#redis在后臺運行
daemonize yes
#設(shè)置redis運行為非保護模式
protected-mode no
#開啟集群模式
cluster-enabled yes
#節(jié)點配置文件，每個節(jié)點都有一個，由redis自己維護，在創(chuàng)建新集群時需把原來舊的刪除
cluster-config-file node-6379.conf
#節(jié)點檢測超時時間，超過改時間不能通信則認為節(jié)點宕機
cluster-node-timeout 5000
#開啟aof持久化
appendonly yes
啟動六個節(jié)點的redis服務(wù)，
構(gòu)建redis cluster
#-a 認證密碼，沒有設(shè)置密碼可以不用該參數(shù)
#--cluster create 創(chuàng)建集群
#--cluster-replicas 集群副本節(jié)點數(shù)
redis-cli -a 123456 --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.56.81:6379 192.168.56.82:6379 192.168.56.83:6379 192.168.56.84:6379 192.168.56.85:6379 192.168.56.86:6379
查看集群信息
#-a 認證密碼，沒有設(shè)密碼，不用該參數(shù)
#--cluster check 指定集群中一個節(jié)點
redis-cli -a 123456 --cluster check 192.168.56.81:6379
查看結(jié)果如圖
從圖中我們可以看出：M代表Master節(jié)點，S代表slave節(jié)點，16384個槽平均分配在三個Master節(jié)點上，slave節(jié)點沒有槽。
驗證
我們停掉集群中的一個節(jié)點，來驗證
其他配置
1.reshard
默認分片機制是均分，也就是多個master節(jié)點均分16834個槽，當(dāng)默認均分策略不滿足需求時，可以使用reshard調(diào)整分片，命令如下
#-a 認證密碼，無密碼不使用該參數(shù)
#--cluster reshard 進行分片槽調(diào)整操作，指定集群中任意節(jié)點
redis-cli -a 123456 --cluster reshard 192.168.56.81:6379
操作如下圖所示
2.節(jié)點管理
首先配置安裝上面集群模式方式安裝配置一個新的節(jié)點，然后使用如下命令將新節(jié)點添加到集群中
#添加節(jié)點
#newNodeIP:newNodePort 新節(jié)點ip和端口
#clusterNodeIp:clusterNodePort 原有集群中任意一個節(jié)點的ip和端口
redis-cli -a 123456 --cluster add-node newNodeIP:newNodePort clusterNodeIp:clusterNodePort
經(jīng)過如上配置將節(jié)點加入集群，若將新增節(jié)點作為主節(jié)點則使用reshard給新加入節(jié)點分配槽即可，若將該節(jié)點作為從節(jié)點，則使用redis-cli連接新節(jié)點，使用cluster replicate <MasterNodeId> 將新節(jié)點指定某個主機的從節(jié)點
從集群中移除一個節(jié)點使用如下命令
#clusterNodeIp:clusterNodePort 集群中任意一個節(jié)點的ip和端口
#removeNodeId 要移除的節(jié)點id
redis-cli -a 123456 --cluster del-node clusterNodeIp:clusterNodePort removeNodeId
總結(jié)
到這里本篇內(nèi)容結(jié)束，在本篇中主要介紹redis的兩種高可用搭建方式，對其概念和理論進行介紹，同時也進行了演示兩者redis高可用服務(wù)搭建方式并進行了驗證。在下一篇中錘子將和大家一起學(xué)習(xí)在java中如何使用Redis
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