Redis Cluster的图文讲解

1.1 Redis-Cluster简介 1.1.1 什么是Redis-Cluster 为何要搭建Redis集群。Redis是在内存中保存数据的，而我们的电脑一般内存都不大，这也就意味着Redis不适合存储大数据，适合存储大数据的是Hadoop生态系统的Hbase或者是MogoDB。Redis更适合处理高并发，一台设备的存储能力是很有限的，但是多台设备协同合作，就可以让内存增大很多倍，这就需要用到集群。 Redis集群搭建的方式有多种，例如使用客户端分片、Twemproxy、Codis等，但从redis 3.0之后版本支持redis-cluster集群，它是Redis官方提出的解决方案，Redi 【Redis Cluster简介】 Redis Cluster是Redis官方提供的分布式集群解决方案，自Redis 3.0版本开始引入。它旨在解决单个Redis实例内存限制和扩展性问题，以适应大规模高并发和大数据量的场景。Redis Cluster采用无中心架构，每个节点不仅存储数据，还维护着整个集群的状态，与其他所有节点保持连接，通过二进制协议优化内部通信速度和带宽使用。 【分布存储机制】 Redis Cluster的核心机制是哈希槽（Hash Slot），它将数据分布到多个节点上。总共存在16384个哈希槽，每个键值对会根据特定算法分配到这些槽中。当存储键值对时，Redis使用crc16算法计算key的哈希值，然后对16384取余，确保键均匀地分布在槽中，从而达到负载均衡的目的。例如，如果有三个节点，槽会被大致平均地分配给这些节点： - SERVER1: 槽0至5460 - SERVER2: 槽5461至10922 - SERVER3: 槽10923至16383 这样的设计使得即使添加或移除节点，也能动态调整槽的分配，保持数据分布的平衡。 【客户端交互】 在Redis Cluster中，客户端可以直接连接到任何一个节点，不需要中间的代理层（如Twemproxy或Codis）。客户端通过查询节点获取数据存储位置，从而实现对正确节点的直接操作。如果客户端尝试访问的键不在当前连接的节点上，节点会返回一个重定向响应，指示客户端应连接到哪个节点获取数据。这种设计简化了客户端的实现，同时也降低了网络延迟。 【数据迁移与故障转移】 Redis Cluster通过槽迁移来实现数据的动态分布。当节点增加或减少时，可以自动调整槽的分配，将数据移动到新的节点上。此外，Redis Cluster还提供了故障检测和自动故障转移功能。当某个节点出现故障时，集群会选举一个新的主节点，并将受影响的槽及其关联数据迁移到新主节点，确保服务的连续性和数据的一致性。 【总结】 Redis Cluster是Redis为了应对高并发和大数据量需求而设计的分布式解决方案。通过哈希槽机制，它实现了数据的均匀分布和动态扩展。无中心的架构简化了客户端的交互，并允许在节点之间进行高效的数据迁移和故障转移。了解和掌握Redis Cluster的原理和操作，对于构建可扩展、高可用的Redis应用至关重要。