程序员经验分享-hwhale

Redis6.2/5.0 集群两种快速搭建方式

2023-11-17

一、集群常识

1.redis在3.0之前是集群，仅支持单实例的，3.0以后开始支持集群。

2.3.0的集群命令也不是那么亲和，需要用ruby编写的脚本(而且需要登录redis客户端操作)，启动、增删节点、移动槽位等。redis-5.0以后，可以使用比较亲和的redis-cli --cluster 不需要登录客户端，直接可以进行各种操作(前提：集群模式已开启)。

3.redis集群是没有统一的入口的，不存在中心节点或者代理节点，通过#redis-cli -c - h -p  登录任一客户端后，集群客户端各节点数据可以互通，（默认会开启梦游模式，你要的数据，我没有，但是我可以告诉你哪台机器有并且给你跳转到那台机器，并返回你要的数据）。

4.对于事务的支持，仅支持被Hashtag统一前缀{}后的key（这些统一前缀的key会落到同一组主从机器）上的数据，才可以支持事务，如果是普通key散列到不同的主从上是不支持事务的。

5.redis集群为了达到高可用，会考虑到宕机，那么里面有个投票机制，需要一半以上的投票认为某台master宕机了(哨兵也是这个机制)，然后推举新的slave为master。2台机器，投票方式只有1:1和0:2(对于过半这条要求，2台有些牵强)，所以，集群的搭建至少是3台master。又因为集群要求1个master至少有一个小弟slave，那么一个集群至少需要6台redis实例。

6.Redis 集群引入了槽位的概念，整个集群共有哈希槽位16384个。假如集群中有三对主从，也就是三个节点，称作A节点、B节点、C节点，那么默认槽位是平均分配的。

节点 A 包含 0 到 5500号哈希槽.
节点 B 包含5501 到 11000 号哈希槽.
节点 C 包含11001 到 16384号哈希槽.

槽位的移动，不会造成数据丢失，但是，如果某个节点的主从全部宕机，那么整个节点所对应槽位中的数据将会暂时全部丢失（不可访问），直到节点被恢复正常。

好了，了解了这些知识点后，做到心中不慌，下面跟随我一起愉快的玩耍吧，开启梦游之旅………

意犹未尽，如需了解更多，点击redis英文官网、redis中文官网,进入后点击文档进行查看。 

二、准备工作

1.redis的安装部署

点击CentOS7.9+Redis6.2.6、CentOS6.5+Redis5.0.4协助部署，这两个版本均可，不影响步骤。

2.从熟悉redis解压目录结构到README

#cd /usr/src/redis-5.0.4/ && ls  进入redis解压目录，并查看目录列表
#cd utils && ls  查看utils下的目录结构
#cd  create-cluster && ls   查看集群命令所在目录的结构

#vim README   学会看这个文件，你就基本学会了走路，它很重要！

 创建步骤：

1.编辑绿色的create-cluster可执行文件，修改里的端口，默认是30000，本案例暂不修改。

2.使用./create-cluster start命令，自动依次启动30001-30006，六个redis实例（默认就好）

3.使用./create-cluster create命令，自动依次创建一个redis集群（把6个实例组合一起）

4.此刻集群已经创建并准备完毕，可以发现rdb和aof文件已经在当前命令执行目录自动创建

关闭步骤：

1. 使用./create-cluster stop命令后，所有实例会自动关闭，如需重启集群，使用./create-cluster start即可 （英文帮助信息也挺苦口婆心的，如果你改变主意的话，O(∩_∩)O哈哈~）

2./create-cluster clean 会自动移除所有的aof日志，返还你一个纯净的运行环境

英文的一看就懵，给你大白话翻译一下，是不是很prefect，还是看不懂，表要紧，go on !

最后意犹未尽，可以返还此处，回味一下哦……

3.跟随README的旨意，看一下create-cluster脚本

#vim create-cluster  查看这个绿色的可执行文件（它也是操作集群的一个命令）

PORT=30000    集群的默认端口，这里可以不用修改
TIMEOUT=2000  超时时间，超时后集群要搞些事情，比如选举新的master
NODES=6  集群最少要求，要配置6个节点（默认即可）
REPLICAS=1 为集群中的每个主节点创建1个从节点。

在NODES节点是6的前提下：

如果REPLICAS=1 配置为1，意味着一个主只跟1个从(一套主从两台机器)，这个集群中会有3套主从。

如果REPLICAS=2 配置为2，意味着一个主只跟2个从(一套主从三台机器)，这个集群中会有2套主从。明显，集群不建议这么做，一个集群被要求最少要有3个master。

以上配置文件看一下就可以，学习节点，可以不用修改 

好了，跟随README的旨意，我们继续吧！没想象的那么难 ^_^ 

三、方法一：用集群命令create-cluster create 开启集群（系统自动指定redis实例）

1.启动集群create-cluster start

#pwd  查看当前目录的位置
/usr/src/redis-5.0.4/utils/create-cluster  
#ls
create-cluster  README
#./create-cluster start   使用当前目录的命令，创建并启动集群， 看到6个redis实例跑起来了。
Starting 30001
Starting 30002
Starting 30003
Starting 30004
Starting 30005
Starting 30006
注：start命令的作用是，自动创建30001-30006六个redis实例，并自动启动。

  

2.创建集群，并自动分配主从create-cluster create

#./create-cluster create 正式创建集群，中间过程会询问是否同意分配方案，选Y即可。

注：create 命令作用，首先把6台redis实例，这帮散兵游勇集合到一起，形成一个集群团伙，内部自动分配master、是slave，以及槽位

特别提示：README里4.指明，create命令被运行后会在当前目录自动生成持久化数据文件，这些文件在实验结束后，可以删除。

3.集群客户端的三种使用方式（错误的、梦游模式、非梦游模式）

Adding replica 127.0.0.1:30005 to 127.0.0.1:30001
Adding replica 127.0.0.1:30006 to 127.0.0.1:30002
Adding replica 127.0.0.1:30004 to 127.0.0.1:30003
上面中是系统自动启动的6个redis server服务，他们的主从关系，前面是从，后面是主。

1.错误方式启动集群客户端redis-cli -p （不会梦游，也不能使用） 

#redis-cli -p 30001           尝试以常规方式启动集群中的第一分组的redis30001 客户端
127.0.0.1:30001> set k1 aaa
(error) MOVED 12706 127.0.0.1:30003            被提示k1b被转移到30003 了
127.0.0.1:30001> get k1           取不到k1，被提示k1被转移到30003
(error) MOVED 12706 127.0.0.1:30003

注：之所以不会自动返回k1，是启动集群的方式不对，需要带-c参数。 

其中的原理具体见：开篇“一、集群常识”的“第3条”，已说明。

  

2.正确方式启动集群客户端redis-cli -c -p （会梦游，难以支持事务）

#redis-cli -p 30001  错误启动集群客户端的方式
127.0.0.1:30001> set k1 aaa
(error) MOVED 12706 127.0.0.1:30003
127.0.0.1:30001> get k1
(error) MOVED 12706 127.0.0.1:30003
127.0.0.1:30001> exit   退出错误的启动方式
# redis-cli -c -p 30001 正确启动集群的方式（带-c，c就是cluster）
127.0.0.1:30001> get k1
-> Redirected to slot [12706] located at 127.0.0.1:30003
(nil)
127.0.0.1:30003> set k2 bbb
-> Redirected to slot [449] located at 127.0.0.1:30001
OK
127.0.0.1:30001> get k2
"bbb"
127.0.0.1:30001> set k3 ccc
OK
127.0.0.1:30001> get k3
"ccc"
127.0.0.1:30001> set k4 ddd
-> Redirected to slot [8455] located at 127.0.0.1:30002
OK
127.0.0.1:30002> get k4
"ddd"

反复设key，为目睹梦游模式芳容，发现集群中的客户端来回跳跃，感觉像是开启了梦游模式。 

3.尝试使用事务watch multi

127.0.0.1:30002> watch k1
-> Redirected to slot [12706] located at 127.0.0.1:30003
OK
127.0.0.1:30003> multi  开启事务
OK
127.0.0.1:30003> get k4
-> Redirected to slot [8455] located at 127.0.0.1:30002
"ddd"
127.0.0.1:30002> set k5 66
-> Redirected to slot [12582] located at 127.0.0.1:30003
OK
127.0.0.1:30003> exec 提交事务
(error) ERR EXEC without MULTI   事务报错了
127.0.0.1:30003> 

事务在梦游中如愿以偿的失败了，究其原因：
向集群保存数据时，因为hash算法的原因，后台会把数据保存在不同的主从上，被操作的数据不在同一套主从上，(事务开启在30003上，中间操作的数据在30002或者30001上)，就无法保证数据的一致性，所以报错。 

4.用Hashtag{}标签设置key（开启非梦游模式，用来支持事务）

127.0.0.1:30003> set {oo}k1 222
-> Redirected to slot [1629] located at 127.0.0.1:30001
OK
127.0.0.1:30001> set {oo}k2 333  用Hashtag标签，设置一批数据，发现都会落在30001上
OK
127.0.0.1:30001> set {oo}k3 444
OK
127.0.0.1:30001> set {oo}k5 555
OK
127.0.0.1:30001> watch {oo}k1
OK
127.0.0.1:30001> multi  开启事务
OK
127.0.0.1:30001> get {oo}k1
QUEUED
127.0.0.1:30001> set {oo}k1 xxx
QUEUED
127.0.0.1:30001> set {oo}k6 666
QUEUED
127.0.0.1:30001> mget {oo}k1 {oo}k6
QUEUED
127.0.0.1:30001> exec  提交事务
1) "222"
2) OK
3) OK
4) 1) "xxx"
  2) "666"
127.0.0.1:30001>  这次没有报错，原因是数据都在同一套主从上，没有发生梦游模式 

说明：Hash tag标签{}，在官网[键哈希标签]一栏有明确说明；另外在predix代理源码目录的/conf/sentinel.conf中也有明确定义（同时也定义了hash算法），如下代码片段所示。

SentinelServerPool {
Databases 16
Hash crc16
HashTag "{}"

小结：
使用Hashtag标签模式时，无论你怎么设值，相同前缀的数据都通过hash算法，命中在一台机器上，便于事务的正常运行。
只要是key 使用标签的前缀是一致的{} 大括号中的内容一致，就不会出现梦游（来回切换不同端口的redis实例）。

结论：集群在Hashtag标签模式的加持下，是支持事务的！  

4.收尾工作，清除实验数据

# pwd
/usr/src/redis-5.0.4/utils/create-cluster  操作前，确保目录位置，还在集群目录下，便于清场
#./create-cluster stop  先关闭前面启动的集群
#./create-cluster clean 清理持久化测试文件

四、方法二：用客户端命令redis-cli --cluster create 开启集群（手动指定redis实例）

1.redis-cli --cluster help查看集群手动创建命令的语法格式

#redis-cli --cluster help  查看帮助命令
Cluster Manager Commands:
  create         host1:port1 ... hostN:portN             手动指定N个IP+端口
                 --cluster-replicas <arg>                      后缀参数replicas ，指明一个主跟几个从
……  

据此帮助得知，如果用这个命令，那么就要准备Host1~HostN，也就是要准备N台redis-server服务，这里我们依然准备6台，端口从7000~7005，同时给各redis-server服务配套自己的redis.conf文件。 

  

2.手动准备6个redis实例的持久化目录和配置文件，并逐一启动

本步骤的操作目的：
创建6个目录用来分别存放6台redis-server启动时用到的conf文件，同时它们也分别作为各redis-server服务的持久化目录。

好处：
1.把测试数据集中存放，便于清理
2.稍后这六台redis-server手动启动后，需要用redis-cli --cluster 命令把6兄弟组成一个集群

1.创建持久化目录

#cd && make -p test/cluster-test  创建持久化目录所在的根目录
#cd && cd test/cluster-test  && mkdir 7000 7001 7002 7003 7004 7005 && ls 创建持久化目录

2.创建redis-server所需要的配置文件

#cd 7000 
#vim 7000.conf  注：这个文件，是redis源码目录下redis.conf的精简版。

port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

然后：wq保存并退出即可。
注：nodes.conf，你也可以根据自己的口味命名为nodes_7000.conf,本案例为了方便起见，就不这么配置了。

配置解析：
port 7000 指明，用该配置文件启动的redis-server时，该服务的端口就是配置的7000
cluster-enabled yes 开启集群模式，允许用集群命令(redis-cli --cluster create )拉这台redis-server入伙，默认是no，关闭的
cluster-config-file nodes.conf 集群和该服务之间的配置信息存放位置，不用理会，这个文件集群内部自己管理，自己创建、修改、更新
cluster-node-timeout 5000 该服务和集群失去联系的超时时间，一旦超时5秒，集群将会对该服务采取一些措施
appendonly yes 是否开启AOF，数据操作日志追加，默认是no(仅开启rdb)

附注：redis中文官网文档 （版本有点儿老，是3.0的，需要安装ruby，如果按官网配，后面还会安装一些tar包，中间会多次报错，感兴趣的，可以挑战一下官网步骤）

3.分别给其它5个redis-server的conf文件进行修改（仅修改端口就可以）

#cd && test/cluster-test && ls 切回持久化根目录，确保目录位置没弄错，开启一波骚操作
#cp ./7000.conf ./7001/7001.conf 以一步配置的7000.conf为模板，逐个复制配置文件到其它持久化目录
#cp ./7000.conf ./7002/7002.conf
#cp ./7000.conf ./7003/7003.conf
#cp ./7000.conf ./7004/7004.conf
#cp ./7000.conf ./7005/7005.conf

#vim ./7001/7001.conf 把第一行的端口修改为7001后，保存并退出
#vim ./7002/7002.conf 把第一行的端口修改为7002后，保存并退出
#vim ./7003/7003.conf 把第一行的端口修改为7003后，保存并退出
#vim ./7004/7004.conf 把第一行的端口修改为7004后，保存并退出
#vim ./7005/7005.conf 把第一行的端口修改为7005后，保存并退出

最后以7005为例展示一下，每个文件只需要修改端口即可，其它不在一一累述。
port 7005
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

以上步骤简单而繁琐，但是便于理解，如果你比较好学，sed -i 也比较适合你的口味。

#cp 7000.conf  ./7001/7001.conf && sed -i "s/7000/7001/g" ./7001/7001.conf 复制配置文件7000.confg，并修改新文件70001.conf里的端口7000为70001，最后回写到7001.conf

注：-i 表示我要修改文件内容(没有-i修改不会生效)；s/替换以某字符开头的文件内容，后面是正则；/g 全部替换（此处写不写都可以） 

4.分别开启新窗口，逐个启动redis-server服务

由于操作步骤简单，图片不再一一截取，要注意的是：每个服务都要开启新窗口操作。

新窗口一

#cd && clear && cd test/cluster-test/7000  切换到redis-server 7000的持久化目录
#redis-server 7000.conf  启动7000端口的redis服务（该命令在哪个窗口启动，哪个目录就会被默认认定为其持久化目录，所以上面要切换到7000目录下）

新窗口二

#cd && clear && cd test/cluster-test/7001  切换到redis-server 7001的持久化目录
#redis-server 7001.conf  启动7001端口的redis服务

新窗口二

#cd && clear && cd test/cluster-test/7002  切换到redis-server 7002的持久化目录
#redis-server 7002.conf  启动7002端口的redis服务

新窗口四

#cd && clear && cd test/cluster-test/7002  切换到redis-server 7002的持久化目录
#redis-server 7002.conf  启动7002端口的redis服务

新窗口五

#cd && clear && cd test/cluster-test/7004  切换到redis-server 7004的持久化目录
#redis-server 7004.conf  启动7004端口的redis服务

 新窗口六

#cd && clear && cd test/cluster-test/7005  切换到redis-server 7005的持久化目录
#redis-server 7005.conf  启动7005端口的redis服务

注：
1.这些命令可以写在一个shell中，一次性批量启动，在此不做过多展开。启动图片信息如下，不再一一截取。
2.如果在后续步骤中有误操作，导致实验中断，需回头进入test/cluster-test下的各个目录，把自动生成的文件逐个删除，删除命令如下：
#rm -rf  /root/test/cluster-test/700*/appendonly.aof    
#rm -rf  /root/test/cluster-test/700*/dump.rdb
#rm -rf  /root/test/cluster-test/700*/nodes.conf  

3.根据上述帮助逐个指定服务器的ip、端口，以replicas 数，手动开启集群

redis-cli  --cluster create  127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001  127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1  指定每个master副本数量为1

中间会暂停一下，询问是否同意上述分配方案，输入：yes即可。 

4.手动启动redis客户端（该模式，也会上演梦游，同理使用Hashtag可以避免梦游）

#redis-cli -c -p 7000
127.0.0.1:7000> set k1 111
-> Redirected to slot [12706] located at 127.0.0.1:7002
OK
127.0.0.1:7002> set k2 222
-> Redirected to slot [449] located at 127.0.0.1:7000
OK
127.0.0.1:7000> get k1
-> Redirected to slot [12706] located at 127.0.0.1:7002
"111"
127.0.0.1:7002> 

此处不重复演示Hashtag的非梦游模式（如有需要查看，请参考上面方法一的最后一步），至此，第二种方法演示完毕，这种更为灵活和常用。 

  

五、槽位转移命令的使用：数据分配不均时，槽位移动

#redis-cli --cluster help  查看reshard槽位操作帮助 
Cluster Manager Commands:
……
  reshard        host:port                  语法格式，后面的是各个需要经过交互的确认步骤
                 --cluster-from <arg>
                 --cluster-to <arg>
                 --cluster-slots <arg>
                 --cluster-yes
                 --cluster-timeout <arg>
                 --cluster-pipeline <arg>
                 --cluster-replace

小提示：下面的步骤非常简单，基本是傻瓜式操作，由于需要展示效果，显得篇幅略长。

1.指定需要操作转移的主机

#redis-cli  --cluster reshard  127.0.0.1:7000 开始运行槽位分配命令

 2.指定要把多少槽位转移走

槽位转移的个数，最好是整十数的倍数，这里定义为2000（可以根据实际情况调整）

3.指定接收槽位的主机的node ID

从上面复制7000端口主机的node ID，把槽位转移给7000

4.需要被转移的2000槽位，由哪些主机提供

Source node #1  提供槽位的node id，这里可以是一台或多台
Source node #2
Source node #3 doneg如果果没有其他主机来贡献槽位了，最后一行就写Done

特别提示一下：这里提供槽位方，必须是master的node id才可以，否则会报如下错误：

5.回车键，确定命令的执行，开始槽位转移

输入：yes    开始执行槽位转移。(一旦输入yes后，开工没有回头箭了，直到执行完毕，并且上面命令，会被大串的日志信息覆盖！！)
注：被移动的2000个槽位，具体是从槽位提供者的哪些槽位，是系统自己决断的，不受人为控制。

6.info命令查看，各节点槽位移动后的变化

#redis-cli --cluster info 127.0.0.1:7000 

 注：#redis-cli --cluster check 127.0.0.1:7000 这个命令，也可以查看槽位消息，且更为详细一些

六、新增、移除节点

#redis-cli --cluster help   查看语法帮助，后面不再过多开展
……
add-node       new_host:new_port existing_host:existing_port     #新主机添加到集群中
                       --cluster-slave
                       --cluster-master-id <arg>
del-node       host:port node_id                                          #从集群中移除某台主机

……

先写到这儿吧，后期如有需要再做更新，总之能看到这里，基本也对整个集群搭建有了一定了解了，边角料慢慢研究。

尾言

全文纯手工打造，难免有纰漏之处，欢迎批评指导，不过中间遇到的坑，大都已注明。

创作不易，本文如能解决您遇到的疑惑，动动您发财的小手，予以点赞，谢谢！

附注：predixy、twemproxy搭理的搭建


1、Redis分片代理predixy快速搭建

2、 Redis分片代理twemproxy快速搭建

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