redis常用知识汇总( 七 ) _redis

5、读取数据时，当客户端操作的key没有分配在该节点上时， redis会返回转向指令，指向正确的节点
6、扩容时时需要需要把旧节点的数据迁移一部分到新节点
在 redis cluster 架构下，每个 redis 要放开两个端口号，比如一个是 6379 ，另外一个就是加1w 的端口号，比如 16379 。
16379 端口号是用来进行节点间通信的，也就是 cluster bus 的东西， cluster bus 的通信，用来进行故障检测、配置更新、故障转移授权。cluster bus 用了另外一种二进制的协议， gossip 协议，用于节点间进行高效的数据交换，占用更少的网络带宽和处理时间。

节点间的内部通信机制
基本通信原理
集群元数据的维护有两种方式：集中式、Gossip 协议。redis cluster 节点间采用 gossip 协议进行通信。
分布式寻址算法
1、hash 算法（大量缓存重建）
2、一致性 hash 算法（自动缓存迁移）+ 虚拟节点（自动负载均衡）
3、redis cluster 的 hash slot 算法
优点
1、无中心架构，支持动态扩容，对业务透明
2、具备Sentinel的监控和自动Failover(故障转移)能力
3、客户端不需要连接集群所有节点，连接集群中任何一个可用节点即可
4、高性能，客户端直连redis服务，免去了proxy代理的损耗
缺点
1、运维也很复杂，数据迁移需要人工干预
2、只能使用0号数据库
3、不支持批量操作(pipeline管道操作)
4、分布式逻辑和存储模块耦合等

基于客户端分配

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客户端分配
简介
Redis Sharding是Redis Cluster出来之前，业界普遍使用的多Redis实例集群方法。其主要思想是采用哈希算法将Redis数据的key进行散列，通过hash函数，特定的key会映射到特定的Redis节点上。Java redis客户端驱动jedis ，支持Redis Sharding功能，即ShardedJedis以及结合缓存池的ShardedJedisPool
优点
优势在于非常简单，服务端的Redis实例彼此独立，相互无关联，每个Redis实例像单服务器一样运行，非常容易线性扩展，系统的灵活性很强
缺点
1、由于sharding处理放到客户端，规模进一步扩大时给运维带来挑战。
2、客户端sharding不支持动态增删节点。服务端Redis实例群拓扑结构有变化时，每个客户端都需要更新调整。连接不能共享，当应用规模增大时，资源浪费制约优化

基于代理服务器分片

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基于代理服务器分片
简介
客户端发送请求到一个代理组件，代理解析客户端的数据，并将请求转发至正确的节点，最后将结果回复给客户端
特征
1、透明接入，业务程序不用关心后端Redis实例，切换成本低
2、Proxy 的逻辑和存储的逻辑是隔离的
3、代理层多了一次转发，性能有所损耗
业界开源方案
1、Twtter开源的Twemproxy
2、豌豆荚开源的Codis
Redis 主从架构

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主从架构
单机的 redis ，能够承载的 QPS 大概就在上万到几万不等。对于缓存来说，一般都是用来支撑读高并发的。因此架构做成主从(master-slave)架构，一主多从，主负责写，并且将数据复制到其它的 slave 节点，从节点负责读。所有的读请求全部走从节点。这样也可以很轻松实现水平扩容，支撑读高并发。
redis replication -> 主从架构 -> 读写分离 -> 水平扩容支撑读高并发
redis replication 的核心机制
1、redis 采用异步方式复制数据到 slave 节点，不过 redis2.8 开始， slave node 会周期性地确认自己每次复制的数据量；
2、一个 master node 是可以配置多个 slave node 的；
3、slave node 也可以连接其他的 slave node；
4、slave node 做复制的时候，不会 block master node 的正常工作；
5、slave node 在做复制的时候，也不会 block 对自己的查询操作，它会用旧的数据集来提供服务；但是复制完成的时候，需要删除旧数据集，加载新数据集，这个时候就会暂停对外服务了；