Redis簡介

Redis(Remote Dictionary Server)是完全開源的、遵守BSD協議的、高性能的Key-Value資料庫。
Redis與其他Key-Value緩存產品有一下三個特點：

1. Redis支持數據的持久化，可以將記憶體中的數據保存在磁碟中，重啟的時候可以再次載入進行使用。
2. Redis不僅僅支持簡單的Key-Value類型的數據，同時還提供List、Set、ZSet、Hash等數據結構的存儲
3. Redis支持數據的備份，既Master-Slave模式的數據備份。

Redis優勢

1. 性能極高，因為Redis是針對記憶體來讀寫的。
2. 豐富的數據類型String、List、Set、ZSet、Hash
3. 原子，Redis的所有操作都是原子性的，意思就是要麼成功要麼失敗完全不執行，單個操作是原子性的。多個操作也支持事務，通過MULTI和EXEC指令包起來。
4. 豐富的特性 – Redis還支持 publish/subscribe, 通知, key 過期等等特性

Redis官網官方網站

Redis集群

為什麼集群

隨著大數據時代的到來，在大型系統應用中，幾十上百G的數據很常見.而無論是物理機、雲主機（虛擬機），記憶體資源往往是有限的，雖然目前硬體成本降低，幾十G幾十核的主機也很常見，但是對於redis這種工作進程為單線程模式的工具來說，一臺主機只運行一個實例就有些浪費，且出現單點故障時影響範圍很大。同時，redis管理大記憶體時不如管理相對較小的記憶體高效，據第三方測試，redis單進程記憶體分配達到20G後性能急劇下降，因此普遍使用的方式為單進程分配8G記憶體，單主機開啟多個redis實例.

原理

Redis官方集群方案 Redis Cluster（服務端sharding）Redis cluster是一種在服務端sharding（分片）的技術，在redis3.0版本開始正式提供。Redis cluster的服務端sharding引入了slot（槽）的概念，一共分為16384（2^14）個slot，集群中的每個node節點負責分攤這些slot，每個進入redis的鍵值對，根據key進行hash運算，除以16384取模，匹配相應的slot，再分配進相應的node中的實例中。在redis cluster方案中，數據儲存的粒度由原來的instance再次精細為slot。Redis cluster提供一種叫做cluster bus（集群匯流排）的功能特性，採用特殊的二進位協議，通信及響應速度極快。它提供節點故障檢測、故障轉移、新節點識別等節點管理功能，該功能的進程間通信埠號為服務埠號值+10000，例如redis對外提供服務的埠號為6555，則cluster bus的埠號則為16555。值得註意的是：redis cluster是官方在3.0以後的版本才正式推出的。

Redis集群部署

Redis集群中有多台Redis伺服器不可避免會有伺服器掛掉。Redis集群伺服器之間通過互相的ping-pong判斷是否節點可以連接上。如果有一半以上的節點去ping一個節點的時候沒有回應，集群就認為這個節點宕機了。
上面就是我們常說的為了容錯而生的redis集群投票機制。
因為集群投票機制redis要求至少3主3從共6個節點才能組成redis集群，每個主節點至少有一個從節點，測試環境可一臺物理上啟動6個redis節點，但生產環境至少要準備3台物理機。
這裡為了演示我使用了三台Centos7虛擬伺服器，每台起兩個Redis實例，共6個節點來構建Redis集群|

部署架構圖

這裡採用Redis6.0.9版本的Redis，所有節點伺服器都需要進行以下操作
編譯安裝時要求gcc版本未5.3以上版本，
先執行gcc -v 查看當前gcc版本
gcc -v
如果提示無gcc，首先需要安裝gcc
yum install -y gcc gcc-c++
安裝完成後查看gcc版本，Centos版本預設安裝的是4.8.5版本的gcc，版本過低

gcc 升級
yum install -y centos-release-scl
yum install -y devtoolset-9-gcc devtoolset-9-gcc-c++ devtoolset-9-binutils
yum install -y systemd-devel
echo "source /opt/rh/devtoolset-9/enable" >> /etc/profile
source /etc/profile
升級完成後查看gcc版本

下麵進行安裝Redis
提前下載好Redis壓縮包這裡使用redis-6.0.9.tar.gz。把下載好的文件上傳到三個伺服器上，我這裡放到了/usr/local目錄下

下麵使用tar命令解壓縮
tar -zxvf redis-6.0.9.tar.gz
mv redis-6.0.9 redis609

進入redis目錄創建節點目錄
mkdir {7001,7002}

創建redis用戶並給新建的目錄附上訪問許可權
useradd -s /sbin/nologin redis
chown -R redis: /usr/local/redis609

下麵進行Redis的編譯安裝
因Redis版本原因需要安裝或者更新tcl版本大於8.5
wget http://downloads.sourceforge.net/tcl/tcl8.6.1-src.tar.gz
sudo tar xzvf tcl8.6.1-src.tar.gz -C /usr/local/
cd /usr/local/tcl8.6.1/unix/
./configure
make
make install

下麵進入redis目錄執行編譯redis need systemd-devel
make BUILD_WITH_SYSTEMD=yes USE_SYSTEMD=yes
make install
查看redis版本
redis-cli --version
redis-server --version
進入redis609目錄拷貝配置文件到7001、7002兩個文件夾下併進行文件授權

修改配置文件

port 7001
protected-mode no
daemonize no
supervised systemd
pidfile /usr/local/redis609/7001/redis_7001.pid
logfile "/usr/local/redis609/7001/7001.log"
dir /usr/local/redis609/7001/
appendonly yes
appendfilename "appendonly7001.aof"
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-7001.conf
cluster-node-timeout 5000

配置參數說明：

1. bind 綁定的主機地址
2. port 指定Redis監聽埠，預設埠為6379
3. logfile 日誌記錄方式，預設為標準輸出
4. dir 本地資料庫存儲路徑
5. cluster-enabled yes 開啟集群功能，否則節點是一個普通的單一redis實例
6. cluster-config-file nodes.conf 集群自動生成的配置文件，保存集群信息
7. cluster-node-timeout 15000 集群中節點能夠失聯的最大時間
8. appendonly yes 持久化記錄伺服器執行的所有寫操作命令
   7002實例按照7001在操作一遍即可
   使用Systemd管理Redis服務
   創建服務啟動文件，其中%i為占位符變數，[email protected]中@符號後的7001參數會替換該變數：

cat > /etc/systemd/system/[email protected] << EOF
[Unit]
Description=Redis persistent key-value database
After=network.target
[Service]
User=redis
Group=redis
Type=notify
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /usr/local/redis609/%i/redis%i.conf  --daemonize no --supervised systemd
ExecStop=/usr/local/bin/redis-cli -p %i shutdown
LimitNOFILE=10240
TimeoutStartSec=90s
TimeoutStopSec=90s
Restart=always
[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

所有節點啟動redis實例，並設為開機啟動

systemctl daemon-reload    #後期有修改serverice 之後一定要執行這句話
systemctl enable --now redis@{7001,7002}.service

執行啟動服務之後有可能會卡頓，，遇到卡頓不要怕直接Ctrl+C退出使用netstat查看一下服務埠是否已啟動監聽
netstat -lnp|grep redis
埠已正常啟動說明配置成功
實例狀態維護

#查看實例運行狀態
systemctl status [email protected]
systemctl status [email protected]

#啟動實例
systemctl start [email protected]
systemctl start [email protected]

#停止實例
systemctl stop [email protected]
systemctl stop [email protected]

#重啟實例
systemctl restart [email protected]
systemctl restart [email protected]

以上操作在三台伺服器都執行一遍。
實例全部啟動後 ，在任意伺服器上創建redis集群
redis-cli --cluster create 192.168.200.11:7001 192.168.200.11:7002 192.168.200.12:7001 192.168.200.12:7002 192.168.200.13:7001 192.168.200.13:7002 --cluster-replicas 1

有以下提示表示已部署成功

查看集群節點
redis-cli -c -h 192.168.200.13 -p 7001 cluster nodes