Redis学习笔记八：集群模式

作者：Grey

原文地址：Redis学习笔记八：集群模式

前面提到的Redis学习笔记七：主从复制和哨兵只能解决Redis的单点压力大和单点故障问题，接下来要讲的Redis Cluster模式，主要是用来解决Redis的单点容量问题。

如何来解决Redis单点容量问题呢？

如果数据可以拆分，我们可以让不同业务的客户端打到不同的Redis实例中。

如果数据不能拆分，我们有如下方式：

方案2-1 modula方式

可以通过Hash加上取模的方式来定位打到哪个Redis实例中。

这种方式的弊端在于：模数值固定，会影响分布式下的扩展性。

方案2-2 random方式

即每次请求redis的实例是随机的，一部分客户端负责push数据，一部分客户端负责消费数据，这样的场景可以适用于消息队列。

方案2-3 ketama方式

这种方式是通过一致性Hash算法（没有取模），规划成一个环形，环形上有很多虚拟节点，每次选择的实例通过hash算法对应到具体的一个节点。模型如下：

Client1～Client4通过Hash分别找到了环上A～B四个点

这种方式的优点在于：增加节点的时候可以分担其他节点的压力，不会造成全局洗牌。

缺点在于：新增节点造成一小部分数据不能命中，会使得缓存击穿，压到mysql

解决方案：取离我最近的2个物理节点

modula，random和ketama方式都是从客户端入手，因为每个客户端都需要与redis实例建立连接，所以，这种情况会导致连接的成本很高。如何解决这个问题呢？

我们可以在客户端和Redis之间增加一个代理层，通过代理层去实现原先在客户端要实现的三个方案。

此时，代理层就容易成为一个单点故障。所以代理可以做集群，然后最前端通过LVS来做负载均衡，防止LVS挂掉，可以通过KeepAlived来调配LVS，同时，KeepAlived也可以作为代理层健康检查的工具。整个架构图如下：

这三种模式的弊端都在于：只能让Redis做缓存，无法做数据库。（因为数据会丢失）

要解决这个问题，可以通过预分区的方式，增加槽位的概念：http://www.redis.cn/topics/cluster-tutorial.html

可以通过redis-cluster 模式（无主模型）来解决。

客户端随机地请求任意一个redis实例，然后由Redis将请求转发给正确的Redis节点。Redis Cluster实现了一种混合形式的查询路由，但并不是直接将请求从一个redis节点转发到另一个redis节点，而是在客户端的帮助下直接redirected到正确的redis节点。

但是数据分治的时候，会带来一个问题，无法做聚合操作，怎么解决呢？

我们可以使用hash tag，让同一组key打到同一个redis实例上面，并且对同一hash tag下的key可以进行聚合操作。

Twemproxy实战

Twemproxy 也叫 nutcraker。是 Twitter 开源的一个 Redis 和 Memcache 代理服务器，主要用于管理 Redis 和 Memcached 集群，减少与Cache 服务器直接连接的数量。

启动3个redis服务实例：假设为：

• 6379
• 6381
• 6380

在/usr/local/src目录下，下载最新的twemproxy的源码包

cd /usr/local/src

## 下载源码
wget https://github.com/twitter/twemproxy/archive/refs/tags/v0.4.1.tar.gz

## 解压
tar xf v0.4.1.tar.gz

## 重命名
mv twemproxy-0.4.1/ twemproxy/

接下来按照官方步骤编译安装

yum install  automake  libtool -y
cd /usr/local/src/twemproxy/

autoreconf -fvi

./configure --enable-debug=full

make

src/nutcracker -h

## 安装成服务

cp nutcracker.init /etc/init.d/nutcracker

chmod +x /etc/init.d/nutcracker
mkdir /etc/nutcracker
cp /usr/local/src/twemproxy/conf/* /etc/nutcracker/
cp /usr/local/src/twemproxy/src/nutcracker /usr/bin

接下来修改twemproxy的配置文件

vi /etc/nutcracker/nutcracker.yml

修改为：

alpha:
  listen: 127.0.0.1:22121
  hash: fnv1a_64
  distribution: ketama
  auto_eject_hosts: true
  redis: true
  server_retry_timeout: 2000
  server_failure_limit: 1
  servers:
   - 127.0.0.1:6379:1
   - 127.0.0.1:6380:1
   - 127.0.0.1:6381:1

启动

service nutcracker start

连接到代理：

redis-cli -p  22121

127.0.0.1:22121> set k1 1
OK
127.0.0.1:22121> get k1
"1"

不支持的一些操作。

127.0.0.1:22121> keys *
Error: Server closed the connection
127.0.0.1:22121> watch k1
Error: Server closed the connection
127.0.0.1:22121> mult
Error: Server closed the connection
127.0.0.1:22121> multi
Error: Server closed the connection