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前言
redis可以说在实际项目开发中使用的非常频繁，在redis常用集群中，我们聊到了redis常用的几种集群方案，不同的集群对应着不同的场景，并且详细说明了各种集群的优劣，本篇将以redis 分片集群为切入点，从redis 分片集群的搭建开始，详细说说redis 分片集群相关的技术点；
- 单点故障；
- 单机写（高并发写）瓶颈；
- 单机存储数据容量限制；
- 集群自动伸缩；
- 集群自动故障下线与转移；
搭建集群架构图
前置准备
1、准备一台（或6台服务器，条件允许的情况下）虚拟机或服务器；
本例为演示效果准备了一台内存8G的服务器，将通过端口进行master和slave的划分
2、提前下载好redis安装包；
搭建步骤
1、创建6个目录文件，分别用于保存各个redis示例的数据
mkdir 7001 7002 7003 8001 8002 8003
2、在当前目录下创建一个redis.conf文件，内容如下
port 6379 # 开启集群功能 cluster-enabled yes # 集群的配置文件名称，不需要我们创建，由redis自己维护 cluster-config-file /usr/local/soft/redis/6379/nodes.conf # 节点心跳失败的超时时间 cluster-node-timeout 5000 # 持久化文件存放目录 dir /usr/local/soft/redis/6379 # 绑定地址 bind 0.0.0.0 # 让redis后台运行 daemonize yes # 注册的实例ip replica-announce-ip 本机公网IP # 保护模式 protected-mode no # 数据库数量 databases 1 # 日志 logfile /usr/local/soft/redis/6379/run.log
3、批量将该配置文件拷贝到各个目录下
echo 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -t -n 1 cp redis.conf
4、修改每个目录下redis.conf，将其中的6379修改为与所在目录一致
printf '%s\n' 7001 7002 7003 8001 8002 8003 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.conf
随机打开某个redis.conf看看是否修改成功
4、使用下面的命令进行启动
/usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/7001/redis.conf /usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/7002/redis.conf /usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/7003/redis.conf /usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/8001/redis.conf /usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/8002/redis.conf /usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/8003/redis.conf
执行完成后，可以看到6个redis实例已经开启
创建集群
通过以上的步骤，就开启了6个redis的实例，但是这些实例之间并没有形成一个集群，接下来就需要执行相关的命令将它们构成一个集群
1、使用如下命令构建集群（5.0之后的版本的命令）
redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 IP地址:7001 IP地址:7002 IP地址:7003 IP地址:8001 IP地址:8002 IP地址:8003
关于上面命令的说明
- redis-cli --cluster 或者 ./redis-trib.rb：代表集群操作命令；
- create：代表是创建集群；
- –replicas 1或者–cluster-replicas 1 ：指定集群中每个master的副本个数为1，此时节点总数 ÷ (replicas + 1)得到的就是master的数量。因此节点列表中的前n个就是master，其它节点都是slave节点，随机分配到不同master ；
也可以通过 redis-cli --cluster help 命令进行集群命令的查看;
执行命令后，控制台提示将会使用哪个示例作为master，哪个作为slave；
继续输入yes之后，将会按照上面的策略创建一个集群出来
通过这个输出的日志大概可以得出如下信息：
- 端口号依次为7001，7002和7003的为master节点；
- 端口号依次为8001，8002和8003的为slave节点；
- 端口号依次为7001，7002和7003的master节点，各自分配了一定区间的槽位数，分别是：[0-5460]，[5461-10922]，[10923-16383]，即总共分配16384个槽位；
2、查看集群状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes
通过这个命令，可以清楚的看到集群中各个实例节点的主从状态，实例ID（唯一身份标识），槽位区间等信息
Redis散列插槽说明
其实对redis分片集群稍有了解的同学应该知道，redis分片集群在逻辑上将集群中的所有节点构成了一块完整的内存空间，数据写入进来后，具体存放到哪个节点呢？所以集群引入了一个逻辑尚的插槽概念，即将集群划分为16384个槽位，集群中的每个节点占据一部分槽位数（这个日志中可以看出来）；
那么当某个具体的key写入的时候，集群将会通过一定的算法，将要写入的数据路由到指定的插槽上去；
这里有个点需要注意，数据key不是与节点绑定，而是与插槽绑定。
redis集群会根据key的有效部分计算插槽值，分两种情况：
- key中包含"{}"，且“{}”中至少包含1个字符，“{}”中的部分是有效部分；
- key中不包含“{}”，整个key都是有效部分；
举例来说：key是num，那么就根据num计算，如果是{应用名称}num，则根据“应用名称”计算。计算方式是利用CRC16算法得到一个hash值，然后对16384取余，得到的结果就是slot值
下面不妨看下效果
通过上面的演示可以发现，经过集群计算的key将会分配到不同的插槽上，也就是说，key是与插槽绑定，而不是与某个节点绑定，想想为什么会这样呢？
思考下面这个需求
如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例？
简单来说，如果key的分配完全没有规则的话，当涉及到某个业务类的数据对应的key随机分配到不同的节点上面时，取值的时候就会出现像上面的重定向跨节点的问题，一定程度上提升性能；
解决办法
这一类数据使用相同的有效部分，例如key都以{业务ID}为前缀
集群伸缩（添加节点）
reids的cluster模式下，有一个比较强的功能就是集群的伸缩能力，即在现有的集群基础上，可以根据实际的业务需求，进行集群的伸缩，下面来演示下给上面的集群添加一个新节点的步骤；
1、在当前目录下拷贝一个目录
2、修改配置文件的端口
sed -i s/6379/7004/g 7004/redis.conf
3、启动这个实例
/usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/7004/redis.conf
4、使用下面的命令将7004实例假如集群
redis-cli --cluster add-node IP:7004 IP:7001
5、再次查看集群状态
redis-cli -p 7001 cluster nodes
通过上面的状态信息发现，7004这个节点虽然加入了集群，并成了master，但是集群并没有给它分配任何的插槽
6、分配插槽
分配插槽的基本思路是，从现有的某个节点上迁移部分插槽到新的节点即可，执行下面的命令进行插槽分配
redis-cli --cluster reshard 101.34.23.80:7001
执行命令后将出现下面的提示，这里输入你要转移的插槽数量
将7004对应的实例ID输入即可
输入yes后开始移动插槽
移动完成后，再次查看集群状态，这时候7004对应的节点就分配到了从0 ~ 500的数量的插槽
故障转移
redis的cluster模式的集群，还具备一定的故障转移能力，比如在上面的架构模式下，当集群中的某个master节点宕机之后，会出现什么情况呢？下面我们来模拟下这个过程，看看效果如何
1、使用watch命令监控下集群的状态
通过这个命令可以实时查看集群的动态日志变化
watch redis-cli -p 7001 cluster nodes
2、手动将7002实例的master宕机
redis-cli -p 7002 shutdown
从上面的监控日志不难发现，当7002挂掉后，过了一会儿与集群以及它的从节点8003失去了联系，然后8003这个节点升级为master节点；
3、手动将7002实例启动起来
/usr/local/soft/redis/redis60/src/redis-server /usr/local/soft/redis/7002/redis.conf
再次分析日志，可以看到这时候7002只能以slave的身份加入了集群，事实上在某些情况下，我们仍然希望这个宕机的节点恢复后依然是主节点，这该怎么办呢？这就涉及到了手动故障转移，主要操作步骤如下：
- 使用redis-cli连接7002节点；
- 执行cluster failover命令；
在上面执行之后的情况下，7002是一个slave节点
执行 CLUSTER FAILOVER 命令，观察日志动态变化，通过日志变化，可以看到，命令执行完毕后，7002很快就变成了master，而8003成了slave；
通过以上步骤就完成了redis的cluster模式下的故障转移的过程
使用redistemplate访问分片集群
1、引入依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>2、将配置文件中的集群地址修改成下面这样即可
spring:
redis:
cluster:
nodes:
- 集群IP:7001
- 集群IP:7002
- 集群IP:7003
- 集群IP:7004
- 集群IP:8001
- 集群IP:8002
- 集群IP:8003至于具体的代码部分，可以参考下面的这个测试案例
@Autowired
private RedisTemplate<String,String> redisTemplate;
//localhost:8083/set?key=b&value=123
@GetMapping("/set")
public void set(@RequestParam String key,@RequestParam String value){
redisTemplate.opsForValue().set(key,value);
}
//localhost:8083/get?key=b
@GetMapping("/get")
public String get(@RequestParam String key){
return redisTemplate.opsForValue().get(key);
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