Redis 集群概念（一）
Redis集群介紹
Redis 集群是一個提供在多個Redis間節(jié)點間共享數(shù)據(jù)的程序集。
Redis集群并不支持處理多個keys的命令,因為這需要在不同的節(jié)點間移動數(shù)據(jù),從而達(dá)不到像Redis那樣的性能,在高負(fù)載的情況下可能會導(dǎo)致不可預(yù)料的錯誤.
Redis 集群通過分區(qū)來提供一定程度的可用性,在實際環(huán)境中當(dāng)某個節(jié)點宕機(jī)或者不可達(dá)的情況下繼續(xù)處理命令. Redis 集群的優(yōu)勢:
- 自動分割數(shù)據(jù)到不同的節(jié)點上。
- 整個集群的部分節(jié)點失敗或者不可達(dá)的情況下能夠繼續(xù)處理命令。
Redis 集群的數(shù)據(jù)分片
Redis 集群沒有使用一致性hash, 而是引入了 哈希槽的概念.
Redis 集群有16384個哈希槽,每個key通過CRC16校驗后對16384取模來決定放置哪個槽.集群的每個節(jié)點負(fù)責(zé)一部分hash槽,舉個例子,比如當(dāng)前集群有3個節(jié)點,那么:
- 節(jié)點 A 包含 0 到 5500號哈希槽.
- 節(jié)點 B 包含5501 到 11000 號哈希槽.
- 節(jié)點 C 包含11001 到 16384號哈希槽.
這種結(jié)構(gòu)很容易添加或者刪除節(jié)點. 比如如果我想新添加個節(jié)點D, 我需要從節(jié)點 A, B, C中得部分槽到D上. 如果我想移除節(jié)點A,需要將A中的槽移到B和C節(jié)點上,然后將沒有任何槽的A節(jié)點從集群中移除即可. 由于從一個節(jié)點將哈希槽移動到另一個節(jié)點并不會停止服務(wù),所以無論添加刪除或者改變某個節(jié)點的哈希槽的數(shù)量都不會造成集群不可用的狀態(tài).
Redis 集群的主從復(fù)制模型
為了使在部分節(jié)點失敗或者大部分節(jié)點無法通信的情況下集群仍然可用，所以集群使用了主從復(fù)制模型,每個節(jié)點都會有N-1個復(fù)制品.
在我們例子中具有A，B，C三個節(jié)點的集群,在沒有復(fù)制模型的情況下,如果節(jié)點B失敗了，那么整個集群就會以為缺少5501-11000這個范圍的槽而不可用.
然而如果在集群創(chuàng)建的時候（或者過一段時間）我們?yōu)槊總€節(jié)點添加一個從節(jié)點A1，B1，C1,那么整個集群便有三個master節(jié)點和三個slave節(jié)點組成，這樣在節(jié)點B失敗后，集群便會選舉B1為新的主節(jié)點繼續(xù)服務(wù)，整個集群便不會因為槽找不到而不可用了
不過當(dāng)B和B1 都失敗后，集群是不可用的.
Redis 一致性保證
Redis 并不能保證數(shù)據(jù)的強(qiáng)一致性. 這意味這在實際中集群在特定的條件下可能會丟失寫操作.
第一個原因是因為集群是用了異步復(fù)制. 寫操作過程:
- 客戶端向主節(jié)點B寫入一條命令.
- 主節(jié)點B向客戶端回復(fù)命令狀態(tài).
- 主節(jié)點將寫操作復(fù)制給他得從節(jié)點 B1, B2 和 B3.
主節(jié)點對命令的復(fù)制工作發(fā)生在返回命令回復(fù)之后， 因為如果每次處理命令請求都需要等待復(fù)制操作完成的話， 那么主節(jié)點處理命令請求的速度將極大地降低 —— 我們必須在性能和一致性之間做出權(quán)衡。 注意：Redis 集群可能會在將來提供同步寫的方法。 Redis 集群另外一種可能會丟失命令的情況是集群出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分區(qū)， 并且一個客戶端與至少包括一個主節(jié)點在內(nèi)的少數(shù)實例被孤立。
舉個例子 假設(shè)集群包含 A 、 B 、 C 、 A1 、 B1 、 C1 六個節(jié)點， 其中 A 、B 、C 為主節(jié)點， A1 、B1 、C1 為A，B，C的從節(jié)點， 還有一個客戶端 Z1 假設(shè)集群中發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分區(qū)，那么集群可能會分為兩方，大部分的一方包含節(jié)點 A 、C 、A1 、B1 和 C1 ，小部分的一方則包含節(jié)點 B 和客戶端 Z1 .
Z1仍然能夠向主節(jié)點B中寫入, 如果網(wǎng)絡(luò)分區(qū)發(fā)生時間較短,那么集群將會繼續(xù)正常運作,如果分區(qū)的時間足夠讓大部分的一方將B1選舉為新的master，那么Z1寫入B中得數(shù)據(jù)便丟失了.
注意， 在網(wǎng)絡(luò)分裂出現(xiàn)期間， 客戶端 Z1 可以向主節(jié)點 B 發(fā)送寫命令的最大時間是有限制的， 這一時間限制稱為節(jié)點超時時間（node timeout）， 是 Redis 集群的一個重要的配置選項：
