Redis集群容器化安装

1. Redis集群概述

Redis做为当前很是热门的内存型数据结构存储，可用于数据存储，缓存和消息代理等。本文将讲解如何基于docker搭建Redis集群，Redis的集群设计包括两个部分：主从复制和哈希Slot。
1.1. 主从复制
主从复制在数据库中很常见，通常用来作读写分离，Redis中也是如此。要求只有1个Master（主节点），能够有N个slaver（从节点），并且Slaver也能够有本身的Slaver，因为这种主从的关系决定他们是在配置阶段就要指定他们的上下级关系，而不是Zookeeper那种平行关系是自主推优出来的。
读写分离，Master只负责写和同步数据给Slaver，Slaver承担了被读的任务，因此Slaver的扩容只能提升读效率不能提升写效率。
Slaver先将Master那边获取到的信息压入磁盘，再load进内存，client端是从内存中读取信息的。当一个新的Slaver加入到这个集群时，会主动找Master来拜码头，Master发现新的小弟后将全量数据发送给新的Slaver，数据量越大性能消耗也就越大，因此尽可能避免在运行时作Slaver的扩容。
优势：读写分离，经过增长Slaver能够提升并发读的能力。
缺点：Master写能力是瓶颈，维护Slaver开销也总将会变成瓶颈。
1.2. 哈希Slot
哈希Slot名字上可能很差理解，其实就是数据库中的“水平划分”。若是你以前有了解过数据库的表分区的话，就会发现下来对于哈希Slot的描述，就和数据库表分区里面的“HASH分区”原理上大体相同。

对象保存到Redis以前先通过CRC16哈希到一个指定的Node上，例如图中Object4最终Hash到了Node1上。
每一个Node被平均分配了一个Slot段，对应着0-16384，Slot不能重复也不能缺失，不然会致使对象重复存储或没法存储。
Node之间也互相监听，一旦有Node退出或者加入，会按照Slot为单位作数据的迁移。例如Node1若是掉线了，0-5640这些Slot将会平均分摊到Node2和Node3上,因为Node2和Node3自己维护的Slot还会在本身身上不会被从新分配，因此迁移过程当中不会影响到 5641-16384 Slot段的使用。
优势：将Redis的写操做分摊到了多个节点上，提升写的并发能力，扩容简单。
缺点：每一个Node承担着互相监听、高并发数据写入、高并发数据读出，工做任务繁重。
1.3. 合二为一
看到这里你们也就发现了，主从和哈希的设计优缺点正好是相互弥补的，将两者结合在一块儿，就是Redis集群的终极形态，先Hash分逻辑节点，而后每一个逻辑节点内部是主从，如图：

2.集群安装
默认咱们已经有了docker环境，如今开始基于docker安装Redis集群。redis 5.0 版本以前，网上有不少教程都是经过redis-trib.rb 来建立集群，可是redis 5.0 版本之后，就只能经过 redis-cli 来实现。本文即经过 redis-cli 建立集群，由于redis集群的节点选举方式是须要半数以上的master经过，因此建议建立奇数个节点。本例中建立3个Master节点，并为每一个Master节点各分配1个Slave节点。
2.1. 宿主机环境
首先须要找一份原始的redis.conf文件，将其重命名为：redis-cluster.tmpl，并配置以下几个参数，此文件的目的是生成每个redis实例的redis.conf:

vi redis-cluster.tmpl

而后执行下列脚本，给3个Master和3个Slave建立各自的挂载卷目

录当前目录结构为

2.2. 建立Redis节点
假设咱们只考虑单纯的docker环境，并没有docker-compose和k8s之类的服务编排，每一个redis容器之间必需要保证通信，能够经过建立docker network。（使用微服务编排的状况，后续再讨论）

如今咱们就能够运行docker redis 的 master 和 slave 实例了

查看已建立的redis容器

2.3. 构建集群
经过redis-cli 命令构建集群，随便找一个redis容器，运行redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 ip:port 命令便可

记住构建集群时，要保证节点redis数据为空，不然会出现下列错误。

2.4. 集群验证
集群搭建完成后，咱们经过 redis-cli 命令链接集群节点验证一下。redis 集群节点的链接命令是经过 redis-cli -c -h ${ip} -p ${port}


能够看到经过 "cluster info"命令看到集群的基本信息，全部的slot (16384) 都分配完毕。而后经过 "cluster nodes" 命令查看到每一个master节点的slot分配的区域。至此，redis集群基本安装成功。
3.后期运维
3.1. 基本命令
集群

节点

槽(slot)

3.2. 常见问题
（1）redis-cluster 把全部的物理节点映射到[ 0 ~ 16383 ]个slot（哈希槽）上，cluster负责维护 node<->slot<->value。
（2）集群任意一个节点中，若是master挂掉，可是还有slaver，slave将自动升为 master，系统正常。
（3）集群任意一个节点中，若是master挂掉，而且没有slaver，集群将进入fail状态。
（4）若是集群超过半数以上节点的master挂掉，不论是否有slaver，集群都将进入fail状态。
（5）节点判断是否失效的选举，是集群中全部的master参与的，若是半数以上的master节点与当前被检测的master节点通信检测超时（cluster-node-timerout），就认为当前master节点挂掉了。
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