Redis之高可用、集群、云平台搭建(非原创）
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文章大纲
1、基础知识学习
2、Redis常见的几种架构及优缺点总结
3、Redis之Redis Sentinel（哨兵）实战
4、Redis之Redis Cluster（分布式集群）实战
5、Java之Jedis链接Redis（Redis Cluster版本）
6、Redis之云平台介绍
7、项目源码与资料下载
8、参考文章php
1、基础知识学习
Redis的基础包括如下内容，可参考文章https://www.cnblogs.com/WUXIAOCHANG/p/10832330.html进行学习
（1）安装并设置开机自动启动
（2）Redis文件结构
（3）Redis启动方式
（4）Redis持久化
（5）Redis配置文件详解
（7）Redis图形化工具
（8）Java之Jedis链接Redis单机css2、Redis常见的几种架构及优缺点总结
1. Redis单副本
Redis单副本，采用单个Redis节点部署架构，没有备用节点实时同步数据，不提供数据持久化和备份策略，适用于数据可靠性要求不高的纯缓存业务场景。html
优势
架构简单，部署方便；
高性价比：缓存使用时无需备用节点（单实例可用性能够用supervisor或crontab保证），固然为了知足业务的高可用性，也能够牺牲一个备用节点，但同时刻只有一个实例对外提供服务；
高性能。java缺点
不保证数据的可靠性；
在缓存使用，进程重启后，数据丢失，即便有备用的节点解决高可用性，可是仍然不能解决缓存预热问题，所以不适用于数据可靠性要求高的业务；
高性能受限于单核CPU的处理能力（Redis是单线程机制），CPU为主要瓶颈，因此适合操做命令简单，排序、计算较少的场景。也能够考虑用Memcached替代。node2. Redis多副本（主从）
Redis多副本，采用主从（replication）部署结构，相较于单副本而言最大的特色就是主从实例间数据实时同步，而且提供数据持久化和备份策略。主从实例部署在不一样的物理服务器上，根据公司的基础环境配置，能够实现同时对外提供服务和读写分离策略。git
优势
高可靠性：一方面，采用双机主备架构，可以在主库出现故障时自动进行主备切换，从库提高为主库提供服务，保证服务平稳运行；另外一方面，开启数据持久化功能和配置合理的备份策略，能有效的解决数据误操做和数据异常丢失的问题；
读写分离策略：从节点能够扩展主库节点的读能力，有效应对大并发量的读操做。github缺点
故障恢复复杂，若是没有RedisHA系统（须要开发），当主库节点出现故障时，须要手动将一个从节点晋升为主节点，同时须要通知业务方变动配置，而且须要让其它从库节点去复制新主库节点，整个过程须要人为干预，比较繁琐；
主库的写能力受到单机的限制，能够考虑分片；
主库的存储能力受到单机的限制，能够考虑Pika；
原生复制的弊端在早期的版本中也会比较突出，如：Redis复制中断后，Slave会发起psync，此时若是同步不成功，则会进行全量同步，主库执行全量备份的同时可能会形成毫秒或秒级的卡顿；又因为COW机制，致使极端状况下的主库内存溢出，程序异常退出或宕机；主库节点生成备份文件致使服务器磁盘IO和CPU（压缩）资源消耗；发送数GB大小的备份文件致使服务器出口带宽暴增，阻塞请求，建议升级到最新版本。redis3. Redis Sentinel（哨兵）
Redis Sentinel是社区版本推出的原生高可用解决方案，其部署架构主要包括两部分：Redis Sentinel集群和Redis数据集群。
其中Redis Sentinel集群是由若干Sentinel节点组成的分布式集群，能够实现故障发现、故障自动转移、配置中心和客户端通知。Redis Sentinel的节点数量要知足2n+1（n>=1）的奇数个。算法
优势
Redis Sentinel集群部署简单；
可以解决Redis主从模式下的高可用切换问题；
很方便实现Redis数据节点的线形扩展，轻松突破Redis自身单线程瓶颈，可极大知足Redis大容量或高性能的业务需求；
能够实现一套Sentinel监控一组Redis数据节点或多组数据节点。数据库缺点
部署相对Redis主从模式要复杂一些，原理理解更繁琐；
资源浪费，Redis数据节点中slave节点做为备份节点不提供服务；
Redis Sentinel主要是针对Redis数据节点中的主节点的高可用切换，对Redis的数据节点作失败断定分为主观下线和客观下线两种，对于Redis的从节点有对节点作主观下线操做，并不执行故障转移。
不能解决读写分离问题，实现起来相对复杂。建议
若是监控同一业务，能够选择一套Sentinel集群监控多组Redis数据节点的方案，反之选择一套Sentinel监控一组Redis数据节点的方案。
sentinel monitor <master-name> <ip> <port> <quorum> 配置中的<quorum>建议设置成Sentinel节点的一半加1，当Sentinel部署在多个IDC的时候，单个IDC部署的Sentinel数量不建议超过（Sentinel数量 – quorum）。
合理设置参数，防止误切，控制切换灵敏度控制：
a. quorum
b. down-after-milliseconds 30000
c. failover-timeout 180000
d. maxclient
e. timeout部署的各个节点服务器时间尽可能要同步，不然日志的时序性会混乱。
Redis建议使用pipeline和multi-keys操做，减小RTT次数，提升请求效率。
自行搞定配置中心（zookeeper），方便客户端对实例的连接访问。4. Redis Cluster
Redis Cluster是社区版推出的Redis分布式集群解决方案，主要解决Redis分布式方面的需求，好比，当遇到单机内存，并发和流量等瓶颈的时候，Redis Cluster能起到很好的负载均衡的目的。
Redis Cluster集群节点最小配置6个节点以上（3主3从），其中主节点提供读写操做，从节点做为备用节点，不提供请求，只做为故障转移使用。
Redis Cluster采用虚拟槽分区，全部的键根据哈希函数映射到0～16383个整数槽内，每一个节点负责维护一部分槽以及槽所印映射的键值数据。
优势
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；
可扩展性：可线性扩展到1000多个节点，节点可动态添加或删除；
高可用性：部分节点不可用时，集群仍可用。经过增长Slave作standby数据副本，可以实现故障自动failover，节点之间经过gossip协议交换状态信息，用投票机制完成Slave到Master的角色提高；
下降运维成本，提升系统的扩展性和可用性。缺点
Client实现复杂，驱动要求实现Smart Client，缓存slots mapping信息并及时更新，提升了开发难度，客户端的不成熟影响业务的稳定性。目前仅JedisCluster相对成熟，异常处理部分还不完善，好比常见的“max redirect exception”。
节点会由于某些缘由发生阻塞（阻塞时间大于clutser-node-timeout），被判断下线，这种failover是没有必要的。
数据经过异步复制，不保证数据的强一致性。
多个业务使用同一套集群时，没法根据统计区分冷热数据，资源隔离性较差，容易出现相互影响的状况。
Slave在集群中充当“冷备”，不能缓解读压力，固然能够经过SDK的合理设计来提升Slave资源的利用率。
Key批量操做限制，如使用mset、mget目前只支持具备相同slot值的Key执行批量操做。对于映射为不一样slot值的Key因为Keys不支持跨slot查询，因此执行mset、mget、sunion等操做支持不友好。
Key事务操做支持有限，只支持多key在同一节点上的事务操做，当多个Key分布于不一样的节点上时没法使用事务功能。
Key做为数据分区的最小粒度，不能将一个很大的键值对象如hash、list等映射到不一样的节点。
不支持多数据库空间，单机下的redis能够支持到16个数据库，集群模式下只能使用1个数据库空间，即db 0。
复制结构只支持一层，从节点只能复制主节点，不支持嵌套树状复制结构。
避免产生hot-key，致使主库节点成为系统的短板。
避免产生big-key，致使网卡撑爆、慢查询等。
重试时间应该大于cluster-node-time时间。
Redis Cluster不建议使用pipeline和multi-keys操做，减小max redirect产生的场景。5. Redis自研
Redis自研的高可用解决方案，主要体如今配置中心、故障探测和failover的处理机制上，一般须要根据企业业务的实际线上环境来定制化。
优势
高可靠性、高可用性；
自主可控性高；
贴切业务实际需求，可缩性好，兼容性好。缺点
实现复杂，开发成本高；
须要创建配套的周边设施，如监控，域名服务，存储元数据信息的数据库等；
维护成本高。3、Redis之Redis Sentinel（哨兵）实战
1. 实战的项目架构
采用一主（MASTER）二从（SLAVE）三哨兵(SENTINEL)的架构
2. 将下载的Redis复制3分，分别命名以下：
3. 修改三个Reids的配置文件
3.1 配置主从
（1）master_6379文件夹中redis.windows.conf文件配置
port 6379
（2）slave_6380文件夹中redis.windows.conf文件配置
port 6380 slaveof 127.0.0.1 6379（3）slave_6381文件夹中redis.windows.conf文件配置
port 6381 slaveof 127.0.0.1 63793.2 哨兵配置
每个redis目录中都建立一个文sentinel.conf文件
master_6379的sentinel.conf文件配置以下#当前Sentinel服务运行的端口 port 26379 #master #Sentinel去监视一个名为mymaster的主redis实例，这个主实例的IP地址为本机地址127.0.0.1，端口号为6379， #而将这个主实例判断为失效至少须要2个 Sentinel进程的赞成，只要赞成Sentinel的数量不达标，自动failover就不会执行 sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1 #指定了Sentinel认为Redis实例已经失效所需的毫秒数。当 实例超过该时间没有返回PING，或者直接返回错误，那么Sentinel将这个实例标记为主观下线。 #只有一个 Sentinel进程将实例标记为主观下线并不必定会引发实例的自动故障迁移：只有在足够数量的Sentinel都将一个实例标记为主观下线以后，实例才会被标记为客观下线，这时自动故障迁移才会执行 sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 #指定了在执行故障转移时，最多能够有多少个从Redis实例在同步新的主实例，在从Redis实例较多的状况下这个数字越小，同步的时间越长，完成故障转移所需的时间就越长 sentinel config-epoch mymaster 12 #若是在该时间（ms）内未能完成failover操做，则认为该failover失败 sentinel leader-epoch mymaster 13slave_6380中的sentinel.conf文件配置
#当前Sentine2服务运行的端口 port 26479 #slave1 sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1 sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 sentinel config-epoch mymaster 12 sentinel leader-epoch mymaster 13slave_6381中的sentinel.conf文件配置
#当前Sentine3服务运行的端口 port 26579 #slave2 sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1 sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000 sentinel config-epoch mymaster 12 sentinel leader-epoch mymaster 134. 启动服务
编写启动redis脚本
编写一个 bat 来启动 redis，在每一个节点目录下创建 startup.bat，内容以下：title master_6379 redis-server.exe redis.windows.conf舒适提示：
（1）title后名称需与Reids文件夹名称一致
（2）能够直接运行startup.bat来启动redis，也能够在redis安装目录下用命令redis-server.exe redis.windows.conf直接启动编写sentinel启动脚本
编写一个 bat 来启动 sentinel，在每一个节点目录下创建 startup_sentinel.bat，内容以下：title master_6379 redis-server.exe sentinel.conf --sentinel舒适提示：
（1） title命名规则 redis文件夹名, 注意“--sentinel”不是注释，必须存在
（2） 另外启动sentinel还能够在redis安装目录下用命令redis-sentinel sentinel.conf 来启动5. Redis服务启动成功
master 6379
slave 6380
slave 6381
6. sentinel服务启动成功
sentinel 26379
sentinel 26479
sentinel 26579
7. 服务查看
7.1 查看redis服务状态,命令: info replication
master 6379
slave 6380
slave 6381
7.2 查看sentinel的状态，命令： info sentinel
8. redis主从自动failover测试
中止master服务器，查看剩余服务器的状态
slave 6380
slave 6381
从上图中能够看出来，master的服务器端口从6379变成了6380，也就是说redis自动的实现了主从切换，
咱们能够在查看下sentinel的状态，以下：
咱们发现sentinel监控到127.0.0.1:6379已经没法ping通了，切换master服务器为127.0.0.1:6380
舒适提示：在实际操做中，不必定master为6380，多是6381，具体看当时执行策略。
4、Redis之Redis Cluster（分布式集群）实战
1. 实战的项目架构
（1）3个主节点，建议配置3个从节点，其他3个做为各个主节点的从节点（也是官网推荐的模式），因此须要6台虚拟机。主节点崩溃，从节点的Redis就会提高为主节点，代替原来的主节点工做，崩溃的主Redis恢复工做后，会再成为从节点
（2）集群
（3）主从复制
（4）哨兵模式
（5）分片2. 所需软件
（1）Redis
（2）Ruby语言运行环境
（3）Redis的Ruby驱动redis-xxxx.gem
（4）建立Redis集群的工具redis-trib.rb3. 下载Redis并建立相应集群目录
把 redis 解压后，再复制出 5 份，配置 三主三从集群。 因为 redis 默认端口号为 6379，那么其它5份的端口能够为6380，6381，6382，6383，6384。 而且把目录使用端口号命名
4. 修改配置文件
打开每一个Redis目录下的文件 redis.windows.conf，修改里面的端口号分别对应相对应的文件夹名：637九、6380、638一、638二、638三、6384，再修改集群支持配置，将如下配置前面的#去掉。
cluster-enabled yes cluster-config-file nodes-6379.conf cluster-node-timeout 15000 appendonly yescluster-config-file nodes-6379.conf 是为该节点的配置信息，这里使用 nodes-端口.conf命名方法。服务启动后会在目录生成该文件(为cluster-config-file nodes-文件夹名字.conf)
编写启动脚本，或者进入每一个端口命名的文件夹下启动服务，具体能够参考第三的内容
编写一个 bat 来启动 redis，在每一个节点目录下创建 startup.bat，内容以下：title redis-6379 redis-server.exe redis.windows.conf舒适提示：title后面为文件夹名称
5. 安装Ruby
redis的集群使用 ruby脚本编写，因此系统须要有 Ruby 环境 ,下载地址
https://rubyinstaller.org/downloads/
安装时3个选项都勾选。
6. 安装Redis的Ruby驱动redis-xxxx.gem
下载地址 ：https://rubygems.org/pages/download
下载后解压，当前目录切换到解压目录中，如 D:\Program Files\Redis_cluster\rubygems-2.7.7 而后命令行执行 ruby setup.rb
再用 GEM 安装 Redis ：切换到redis安装目录，须要在命令行中，执行 gem install redis
7. 安装集群脚本redis-trib
下载地址 https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/unstable/src/redis-trib.rb
打开该连接把里面的脚本保存为redis-trib.rb，建议保存到一个Redis的目录下（不用每一个都放），例如放到6379目录下。舒适提示：如今打开这个连接中的代码已不支持redis 5.0如下的版本了，由于redis5.0以上再也不须要redis-trib.rb了，而是使用自带的redis-cli做为建立集群的命令了，老版本的redis-trib.rb可在文章的项目源码与参考资料中进行下载
8. 启动每一个节点而且执行集群构建脚本
把每一个节点下的 start.bat双击启动， 在切换到存放了redis-trib.rb的redis目录在命令行中执行如下内容：
redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:6379 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384舒适提示：
（1）--replicas 1 表示每一个主数据库拥有从数据库个数为1。master节点不能少于3个，因此咱们用了6个redis
（2）三个主从之间的对应关系由策略进行决定，不必定是6379是主，6380是它的从，可是分配完以后，会有三主三从
（3）若是出现 redis-trib.rb is not longer available! 若是redis版本是5.0以上，则使用以下命令:redis-cli --cluster create 127.0.0.1:6379 127.0.0.1:6380 127.0.0.1:6381 127.0.0.1:6382 127.0.0.1:6383 127.0.0.1:6384 --cluster-replicas 1（4） 集群命令建立一次后，之后都不须要再次执行，就算服务器重启都不须要，集群伸缩应该须要
在出现 Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): 请肯定并输入 yes 。成功后的结果以下：
9. 链接集群进行测试
使用Redis客户端Redis-cli.exe来查看数据记录数，以及集群相关信息
命令:redis-cli –c –h ”地址” –p "端口号" ; c 表示集群
查看集群的信息，命令：cluster info
查看主从关系，命令： info replication
主库显示信息：
从库显示信息：
查看各个节点分配slot，命令 cluster nodes
能够看到有3个master,3个slave
以及能够看到master各自的slot分布状况10. Redis集群数据分配策略
采用一种叫作哈希槽 (hash slot)的方式来分配数据，redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当咱们set一个key 时，会用CRC16算法来取模获得所属的slot，而后将这个key分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384
注意的是：必需要3个以上的主节点，不然在建立集群时会失败，三个节点分别承担的slot 区间是：
节点A覆盖0－5460;
节点B覆盖5461－10922;
节点C覆盖10923－16383.5、Java之Jedis链接Redis（Redis Cluster版本）
1. 使用idea新建maven项目
建立后的项目结构以下：
2. pom.xml文件添加jar包依赖
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <groupId>com.wxc</groupId> <artifactId>com-redis2</artifactId> <version>1.0-SNAPSHOT</version> <dependencies> <!--添加测试依赖--> <dependency> <groupId>junit</groupId> <artifactId>junit</artifactId> <version>4.12</version> </dependency> <!--添加redis依赖--> <dependency> <groupId>redis.clients</groupId> <artifactId>jedis</artifactId> <version>2.7.2</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-lang3</artifactId> <version>3.3.2</version> </dependency> </dependencies> </project>3. 新建JedisclusterTest.java进行集群链接测试
package com.wxc.redis; import org.junit.Test; import redis.clients.jedis.HostAndPort; import redis.clients.jedis.JedisCluster; import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig; import java.io.IOException; import java.util.HashSet; import java.util.Set; public class JedisclusterTest { //链接redis集群 @Test public void testJedisCluster() throws Exception { //建立一个JedisCluster对象 Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<HostAndPort>(); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6379)); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6380)); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6381)); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6382)); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6383)); nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 6384)); System.out.println("开始链接redis集群"); //在nodes中指定每一个节点的地址 //jedisCluster在系统中是单例的。 JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(nodes); System.out.println("初始化数据"); jedisCluster.set("name2", "zhangsan"); jedisCluster.set("value2", "100"); String name = jedisCluster.get("name"); String value = jedisCluster.get("value"); System.out.println(name); System.out.println(value); //系统关闭时关闭jedisCluster jedisCluster.close(); } }4. 运行项目
5. 测试集群故障转移与主从备份
5.1 查看主从关系
从图中咱们能够看出，6379，6381，6383是主节点，其余是从节点
5.2 测试故障自动转移
如今咱们将6381的服务断开，以后再查看一次服务
咱们能够看到这两个服务已经挂了，以后咱们再次运行java项目，此次咱们把key改成name三、value3
再次运行java项目
能够看到集群数据操做成功
5.3 查看集群自动主从备份
如今咱们用Redis客户端工具打开链接，进行数据查看，咱们能够看到name3和value3都插入成功了
刚刚咱们的6381服务是关闭的，咱们如今从新打开，再看看6381数据是否会自动同步
打开以后，咱们发现其数据已经自动同步
7、项目源码与资料下载
连接：https://pan.baidu.com/s/1wcWcXO-qEFfVb9ujcjRvMA
提取码：pe018、参考文章
- 1. Redis高可用集群Redis Cluster搭建
- 2. 高可用redis cluster集群搭建
- 3. redis高可用集群的搭建
- 4. Redis Sentinel 高可用集群搭建(redis4.0)
- 5. RedisCluter集群（一）：Redis高可用集群Redis Cluster搭建
- 6. 高可用Redis(十)：Redis原生命令搭建集群
- 7. Redis之——Redis集群的高可用测试与集群重建
- 8. Linux集群：搭建高可用集群
- 9. 日志收集系统之redis高可用集群搭建
- 10. 在阿里云上搭建redis高可用集群
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每一个你不满意的现在，都有一个你没有努力的曾经。