redis集群

一、why

Redis 的分片承担着两个主要目标：
1.允许使用很多电脑的内存总和来支持更大的数据库。没有分片，你就被局限于单机能支持的内存容量。
2.允许伸缩计算能力到多核或多服务器，伸缩网络带宽到多服务器或多网络适配器。

Redis Cluster功能特点如下：
1)所有的节点相互连接
2)集群消息通信通过集群总线通信，，集群总线端口大小为客户端服务端口+10000，这个10000是固定值
3)节点与节点之间通过二进制协议进行通信
4)客户端和集群节点之间通信和通常一样，通过文本协议进行
5)集群节点不会代理查询
6)数据按照Slot存储分布在多个Redis实例上
7)集群节点挂掉会自动故障转移
8)可以相对平滑扩/缩容节点

二、what

redis集群由多个Redis实例组成的整体，数据按照Slot存储分布在多个Redis实例上，通过Gossip协议来进行节点之间通信

Redis集群中的各个节点通过Gossip协议来交换各自关于不同节点的状态信息，其中Gossip协议由MEET、PING、PONG三种消息实现，这三种消息的正文都由两个clusterMsgDataGossip结构组成

Redis Cluster 是Redis的集群实现，内置数据自动分片机制，集群内部将所有的key映射到16384个Slot中，集群中的每个Redis Instance负责其中的一部分的Slot的读写。集群客户端连接集群中任一Redis Instance即可发送命令，当Redis Instance收到自己不负责的Slot的请求时，会将负责请求Key所在Slot的Redis Instance地址返回给客户端，客户端收到后自动将原请求重新发往这个地址，对外部透明。一个Key到底属于哪个Slot由CRC16(key)%16384决定。

关于负载均衡，集群的Redis Instance之间可以迁移数据，以Slot为单位，但不是自动的，需要外部命令触发。

关于集群成员管理，集群的节点(Redis Instance)和节点之间两两定期交换集群内节点信息并且更新，从发送节点的角度看，这些信息包括：集群内有哪些节点，IP和PORT是什么，节点名字是什么，节点的状态(比如OK，PFAIL，FAIL，后面详述)是什么，包括节点角色(master 或者 slave)等。

关于可用性，集群由N组主从Redis Instance组成。主可以没有从，但是没有从 意味着主宕机后主负责的Slot读写服务不可用。一个主可以有多个从，主宕机时，某个从会被提升为主，具体哪个从被提升为主，协议类似于Raft，参见这里。如何检测主宕机？Redis Cluster采用quorum+心跳的机制。从节点的角度看，节点会定期给其他所有的节点发送Ping，cluster-node-timeout(可配置，秒级)时间内没有收到对方的回复，则单方面认为对端节点宕机，将该节点标为PFAIL状态。通过节点之间交换信息收集到quorum个节点都认为这个节点为PFAIL，则将该节点标记为FAIL，并且将其发送给其他所有节点，其他所有节点收到后立即认为该节点宕机。从这里可以看出，主宕机后，至少cluster-node-timeout时间内该主所负责的Slot的读写服务不可用。

三、how

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