今天给大家介绍的是redis集群，大家知道redis集群是什么?又该如何使用吗?下面我会为大家详细介绍redis集群的概念及各种模式和如何应用。
一.集群的概念
所谓的集群，就是通过添加服务器的数量，提供相同的服务，从而让服务器达到一个稳定、高效的状态。
二.集群模式
Redis有三种集群模式，分别为：主从模式、Sentinel、Cluster三种模式。
主从模式：
主从模式在三种模式中最为简单，在主从复制中，数据库分为两类：主数据库(master)和
数据库(slave)。
特点如下：
master进行读写操作，当读写操作导致数据变化时会自动将数据同步给slave。
slave一般都是只读的，并且接收master同步过来的数据。
一个master可以拥有多个slave，但是一个slave只能对应一个master。
slave挂了不影响其他从数据库的读和master的读和写，重新启动后会将数据从master同步过来。
master挂了以后，不会在slave节点中重新选一个master。
工作机制如下：
当slave启动之后，开始向master发送SYNC命令。master接收到SYNC命令后在后台保存快照(RDB持久化)和缓存保存快照这段的命令，然后将保存的快照文件和缓存的命令发送给slave。slave接收到快照文件和命令后加载快照文件和缓存的执行命令。
复制初始化后，master每次接收到的写命令都会同步发送给slave，保证主从数据一致性。
Sentinel模式：sentinel，顾名思义哨兵，它的作用就是时刻监视redis集群运行情况。与主从模式的不具备高可用性不同，sentinel可以在master挂了之后会重新在slave中选择一个为master，并修改所有slave的配置文件。
Sentinel特点：
sentinel模式是建立在主从模式的基础上，如果只有一个Redis节点，sentinel就没有任何意义。
当master挂了以后，sentinel会在slave中选择一个做为master，并修改它们的配置文件，其他slave的配置文件也会被修改，比如slaveof属性会指向新的master。
当master重新启动后，它将不再是master而是做为slave接收新的master的同步数据。
sentinel因为也是一个进程有挂掉的可能，所以sentinel也会启动多个形成一个sentinel集群。
多个sentinel配置的时候，sentinel之间也会自动监控。
Sentinel不能和Redis部署在同一台机器，否则Redis的服务器一挂，sentinel也挂了。
Sentinel工作机制：
sentinel以每秒钟一次的频率向它所知的master，slave以及其他sentinel实例发送一个 PING 命令 。
如果一个实例距离最后一次有效回复 PING 命令的时间超过 down-after-milliseconds 选项所指定的值， 则这个实例会被sentinel标记为主观下线。
如果一个master被标记为主观下线，则正在监视这个master的所有sentinel要以每秒一次的频率确认master的确进入了主观下线状态。
在一般情况下， 每个sentinel会以每 10 秒一次的频率向它已知的所有master，slave发送 INFO 命令 。
当master被sentinel标记为客观下线时，sentinel向下线的master的所有slave发送 INFO 命令的频率会从 10 秒一次改为 1 秒一次 。
Cluster模式：
Cluster模式一般应用在当数据量过大到一台服务器存放不下的情况时，这个时候便需要对存储的数据进行分片，将数据存储到多个Redis实例中。cluster模式的出现就是为了解决单机Redis容量有限的问题，将Redis的数据根据一定的规则分配到多台机器。
使用集群，需要将redis配置文件中的cluster-enable配置打开，每个集群中至少需要三个主数据库才能正常运行。
Cluster特点：
多个redis节点网络互联，数据共享
所有的节点都是一主一从(也可以是一主多从)，其中从不提供服务，仅作为备用。
不支持同时处理多个key(如MSET/MGET)，因为redis需要把key均匀分布在各个节点上、并发量很高的情况下同时创建key-value会降低性能并导致不可预测的行为。
支持在线增加、删除节点客户端可以连接任何一个主节点进行读写。
三.rides主从复制
主从复制模型中，有多个redis节点，仅有一个为主节点master，从节点slave可以有多个。网络连接正常的情况下，master会一直将自己的数据更新同步给slaves。
四.redis搭建与简单使用
用两台虚拟机模拟6个节点，一台机器3个节点，创建出3 master、3 salve 环境。
redis 采用 redis-3.2.4 版本。
两台虚拟机都是 CentOS ，一台 CentOS6.5 (IP:192.168.31.245)，一台 CentOS7(IP:192.168.31.210) 。
安装过程：
1. 下载并解压
cd /root/software wget http://download.redis.io/releases/redis-3.2.4.tar.gz tar -zxvf redis-3.2.4.tar.gz
2. 编译安装
cd redis-3.2.4 make && make install
3. 将 redis-trib.rb 复制到 /usr/local/bin 目录下
cd src cp redis-trib.rb /usr/local/bin/
4. 创建 Redis 节点
首先在 192.168.31.245 机器上 /root/software/redis-3.2.4 目录下创建 redis_cluster 目录;
mkdir redis_cluster
在 redis_cluster 目录下，创建名为7000、7001、7002的目录，并将 redis.conf 拷贝到这三个目录中
mkdir 7000 7001 7002 cp redis.conf redis_cluster/7000 cp redis.conf redis_cluster/7001 cp redis.conf redis_cluster/7002
分别修改这三个配置文件，修改如下内容
port 7000 //端口7000,7002,7003 bind 本机ip //默认ip为127.0.0.1 需要改为其他节点机器可访问的ip 否则创建集群时无法访问对应的端口，无法创建集群 daemonize yes //redis后台运行 pidfile /var/run/redis_7000.pid //pidfile文件对应7000,7001,7002 cluster-enabled yes //开启集群 把注释#去掉 cluster-config-file nodes_7000.conf //集群的配置 配置文件首次启动自动生成 7000,7001,7002 cluster-node-timeout 15000 //请求超时 默认15秒，可自行设置 appendonly yes //aof日志开启 有需要就开启，它会每次写操作都记录一条日志
接着在另外一台机器上(192.168.31.210)，的操作重复以上三步，只是把目录改为7003、7004、7005，对应的配置文件也按照这个规则修改即可
5. 启动各个节点
第一台机器上执行 redis-server redis_cluster/7000/redis.conf redis-server redis_cluster/7001/redis.conf redis-server redis_cluster/7002/redis.conf 另外一台机器上执行 redis-server redis_cluster/7003/redis.conf redis-server redis_cluster/7004/redis.conf redis-server redis_cluster/7005/redis.conf
6. 检查 redis 启动情况
##一台机器<br>ps -ef | grep redisroot 61020 1 0 02:14 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7000 [cluster] root 61024 1 0 02:14 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7001 [cluster] root 61029 1 0 02:14 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7002 [cluster] netstat -tnlp | grep redistcp 0 0 127.0.0.1:17000 0.0.0.0:* LISTEN 61020/redis-server tcp 0 0 127.0.0.1:17001 0.0.0.0:* LISTEN 61024/redis-server tcp 0 0 127.0.0.1:17002 0.0.0.0:* LISTEN 61029/redis-server tcp 0 0 127.0.0.1:7000 0.0.0.0:* LISTEN 61020/redis-server tcp 0 0 127.0.0.1:7001 0.0.0.0:* LISTEN 61024/redis-server tcp 0 0 127.0.0.1:7002 0.0.0.0:* LISTEN 61029/redis-server12345678910111213 ##另外一台机器ps -ef | grep redisroot 9957 1 0 02:32 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7003 [cluster]root 9964 1 0 02:32 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7004 [cluster]root 9971 1 0 02:32 ? 00:00:01 redis-server 127.0.0.1:7005 [cluster]root 10065 4744 0 02:38 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redisnetstat -tlnp | grep redistcp 0 0 127.0.0.1:17003 0.0.0.0:* LISTEN 9957/redis-server 1tcp 0 0 127.0.0.1:17004 0.0.0.0:* LISTEN 9964/redis-server 1tcp 0 0 127.0.0.1:17005 0.0.0.0:* LISTEN 9971/redis-server 1tcp 0 0 127.0.0.1:7003 0.0.0.0:* LISTEN 9957/redis-server 1tcp 0 0 127.0.0.1:7004 0.0.0.0:* LISTEN 9964/redis-server 1tcp 0 0 127.0.0.1:7005 0.0.0.0:* LISTEN 9971/redis-server 1
7.创建集群
Redis 官方提供了 redis-trib.rb 这个工具，就在解压目录的 src 目录中，第三步中已将它复制到 /usr/local/bin 目录中，可以直接在命令行中使用了。使用下面这个命令即可完成安装。
redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.31.245:7000 192.168.31.245:7001 192.168.31.245:7002 192.168.31.210:7003 192.168.31.210:7004 192.168.31.210:7005
其中，前三个 ip:port 为第一台机器的节点，剩下三个为第二台机器。
等等，出错了。这个工具是用 ruby 实现的，所以需要安装 ruby。安装命令如下：
yum -y install ruby ruby-devel rubygems rpm-build
gem install redis
之后再运行 redis-trib.rb 命令，会出现如下提示：
输入 yes 即可，然后出现如下内容，说明安装成功。
8. 集群验证
在第一台机器上连接集群的7002端口的节点，在另外一台连接7005节点，连接方式为
redis-cli -h 192.168.31.245 -c -p 7002 ,加参数 -C 可连接到集群，因为上面 redis.conf 将 bind 改为了ip地址，所以 -h 参数不可以省略。
在7005节点执行命令
set hello world
执行结果如下：
然后在另外一台7002端口，查看 key 为 hello 的内容，
get hello
执行结果如下：
说明集群运作正常。
简单说一下原理
redis cluster在设计的时候，就考虑到了去中心化，去中间件，也就是说，集群中的每个节点都是平等的关系，都是对等的，每个节点都保存各自的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，而且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意一个节点，就可以获取到其他节点的数据。
Redis 集群没有并使用传统的一致性哈希来分配数据，而是采用另外一种叫做哈希槽 (hash slot)的方式来分配的。redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当我们set一个key 时，会用CRC16算法来取模得到所属的slot，然后将这个key 分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384。所以我们在测试的时候看到set 和 get 的时候，直接跳转到了7000端口的节点。
Redis 集群会把数据存在一个 master 节点，然后在这个 master 和其对应的salve 之间进行数据同步。当读取数据时，也根据一致性哈希算法到对应的 master 节点获取数据。只有当一个master 挂掉之后，才会启动一个对应的 salve 节点，充当 master 。
需要注意的是：必须要3个或以上的主节点，否则在创建集群时会失败，并且当存活的主节点数小于总节点数的一半时，整个集群就无法提供服务了。
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