一、 方案

1. 介紹
redis集群分為服務(wù)端集群（Cluster）和客戶(hù)端分片（Sharding）
服務(wù)端集群：redis3.0以上版本實(shí)現(xiàn)，使用哈希槽，計(jì)算key的CRC16結(jié)果再模16834。此處暫不介紹
客戶(hù)端分片：3.0以下使用，采用Key的一致性hash算法來(lái)區(qū)分key存儲(chǔ)在哪個(gè)Redis實(shí)例上。每個(gè)Redis實(shí)例彼此獨(dú)立，使用ShardedJedisPool

2. Sharding存在兩個(gè)問(wèn)題

單點(diǎn)故障問(wèn)題：當(dāng)集群中的某一臺(tái)服務(wù)掛掉之后，客戶(hù)端在根據(jù)一致性hash無(wú)法從這臺(tái)服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)。對(duì)于單點(diǎn)故障問(wèn)題，我們可以使用Redis的HA高可用來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用Redis-Sentinal來(lái)通知主從服務(wù)的切換。
擴(kuò)容問(wèn)題：因?yàn)槭褂昧艘恢滦怨∵M(jìn)行分片，那么不同的key分布到不同的Redis-Server上，當(dāng)我們需要擴(kuò)容時(shí)，需要增加機(jī)器到分片列表中，這時(shí)候會(huì)使得同樣的key算出來(lái)落到跟原來(lái)不同的機(jī)器上，這樣如果要取某一個(gè)值，會(huì)出現(xiàn)取不到的情況，之前的緩存相當(dāng)于全部失效。對(duì)于擴(kuò)容問(wèn)題，Redis的作者提出了一種名為Pre-Sharding的方式。即事先部署足夠多的Redis服務(wù)。

3. 一致性hash算法（Consistent hashing）

環(huán)形hash空間，早在1997年就在論文《Consistent hashing and random trees》提出
虛擬節(jié)點(diǎn)（解決hash傾斜性，多些虛擬節(jié)點(diǎn)）
命中率計(jì)算公式：(1-n/(n+m)*100% （n：服務(wù)器數(shù)，m：新增的服務(wù)器數(shù)）

二、 Sharding解決辦法

1. 單點(diǎn)故障問(wèn)題解決：
　　使用Redis主從復(fù)制的功能，兩臺(tái)物理主機(jī)上分別都運(yùn)行有Redis-Server，其中一個(gè)Redis-Server是另一個(gè)的從庫(kù)，采用雙機(jī)熱備技術(shù)，客戶(hù)端通過(guò)虛擬IP訪問(wèn)主庫(kù)的物理IP，當(dāng)主庫(kù)宕機(jī)時(shí)，切換到從庫(kù)的物理IP。只是事后修復(fù)主庫(kù)時(shí)，應(yīng)該將之前的從庫(kù)改為主庫(kù)（使用命令slaveof no one），主庫(kù)變?yōu)槠鋸膸?kù)（使用命令slaveof IP PORT），這樣才能保證修復(fù)期間新增數(shù)據(jù)的一致性。

2. 通過(guò)pre-sharding進(jìn)行Redis在線擴(kuò)容。

　　解決動(dòng)態(tài)擴(kuò)容和數(shù)據(jù)分區(qū)的問(wèn)題，實(shí)際就是在同一臺(tái)機(jī)器上部署多個(gè)Redis實(shí)例的方式，當(dāng)容量不夠時(shí)將多個(gè)實(shí)例拆分到不同的機(jī)器上，這樣實(shí)際就達(dá)到了擴(kuò)容的效果。Pre-Sharding方法是將每一個(gè)臺(tái)物理機(jī)上，運(yùn)行多個(gè)不同端口的Redis實(shí)例，假如有三個(gè)物理機(jī)，每個(gè)物理機(jī)運(yùn)行三個(gè)Redis實(shí)例，那么我們的分片列表中實(shí)際有9個(gè)Redis實(shí)例，當(dāng)我們需要擴(kuò)容時(shí)，增加一臺(tái)物理機(jī)來(lái)代替9個(gè)中的一個(gè)redis，有人說(shuō)，這樣不還是9個(gè)么，是的，但是以前服務(wù)器上面有三個(gè)redis，壓力很大的，這樣做，相當(dāng)于單獨(dú)分離出來(lái)并且將數(shù)據(jù)一起copy給新的服務(wù)器。值得注意的是，還需要修改客戶(hù)端被代替的redis的IP和端口為現(xiàn)在新的服務(wù)器，只要順序不變，不會(huì)影響一致性哈希分片。
拆分過(guò)程如下：

在新機(jī)器上啟動(dòng)好對(duì)應(yīng)端口的Redis實(shí)例。
配置新端口為待遷移端口的從庫(kù)。
待復(fù)制完成，與主庫(kù)完成同步后，切換所有客戶(hù)端配置到新的從庫(kù)的端口。
配置從庫(kù)為新的主庫(kù)。
移除老的端口實(shí)例。
重復(fù)上述過(guò)程遷移好所有的端口到指定服務(wù)器上。

以上拆分流程是Redis作者提出的一個(gè)平滑遷移的過(guò)程，不過(guò)該拆分方法還是很依賴(lài)Redis本身的復(fù)制功能的，如果主庫(kù)快照數(shù)據(jù)文件過(guò)大，這個(gè)復(fù)制的過(guò)程也會(huì)很久，同時(shí)會(huì)給主庫(kù)帶來(lái)壓力。所以做這個(gè)拆分的過(guò)程最好選擇為業(yè)務(wù)訪問(wèn)低峰時(shí)段進(jìn)行。

三、實(shí)現(xiàn)

打開(kāi)redis.conf，修改端口號(hào)，避免端口沖突
啟動(dòng)多個(gè)Redis實(shí)例，每個(gè)Redis彼此獨(dú)立
使用RedisShardedPool增加多個(gè)Redis

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis搭建（四）：Sharding集群模式的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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