redis 集群 §

#anki

创建 redis 集群 §

1. 在配置文件中修改cluster-enabled配置项为 yes
2. 启动 redis 实例
3. 使用命令互相发现？节点握手（cluster meet命令）
4. 使用 cluster replicate 指定主副节点
5. 分配哈希槽（hash slot）cluster addslots
6. 开始使用

数据写入 §

• 写入请求被发送到随机一个节点
• 该节点通过哈希计算（全字段计算、hashtag 计算），确认数据被放在哪个哈希槽（哪个主节点上）（dummy 客户端、smart 客户端）
• 进行请求转发，将重定向命令发送给客户端
• 客户端将请求发送到正确的主节点上（节点对不属于它的键命令只响应重定向，并不负责转发，由客户端完成转发操作）
• 执行写入操作
• 何时返回写入成功？（直接返回成功，异步写入从节点）
• 如何同步？（直接将写命令发送给从节点）

数据读取 §

• 读取请求被发送到随机一个节点
• 该节点通过哈希计算，确认数据被放在哪个哈希槽
• 如何判断去哪个节点读取数据（主节点还是对应的从节点）
• 执行读取操作

只有当从节点开启readonly命令时（默认关闭），从节点才会接收读请求，这时主节点只接收写请求，实现读写分离？

过期数据如何同步过期状态 §

主节点在进行惰性删除和定期清理的时候，发送 del 命令到从节点。 从节点不会主动清理过期数据。

主从节点数据复制流程 §

从节点在主线程中每隔 1 秒发送 replconf ack{offset} 命令，给主节点上报当前的复制偏移量。

从节点刚连上主节点时会进行一次全量复制或部分复制，之后通过异步写操作进行数据同步。

复制过程是否会阻塞主线程 ？

如果复制持续失败，偏移量过大，是否有补救措施 §

如网络闪断，网络恢复后，会尝试采用全量复制（采用RDB方式）或部分复制（读取缓冲区数据）补全故障期间数据。

心跳机制 §

Gossip(流言)协议

槽数据迁移过程 §

1. 对目标节点发送cluster setslot {slot} importing {sourceNodeId}命令，通知目标节点准备导入数据
2. 对源节点发送cluster setslot {slot} migrating {targetNodeId}命令，通知源节点准备迁出槽数据
3. 源节点循环执行cluster getkeysinslot {slot} {count}命令，获取 count 个属于槽 {slot} 的键
4. 在源节点上执行migrate {targetIp} {targetPort}""0{timeout} keys {keys...} 命令，把获取的键通过流水线(pipeline)机制批量迁移到目标节点，批量迁移版本的 migrate 命令在 Redis3.0.6 以上版本提供，之前的migrate 命令只能单个键迁移。对于大量 key 的场景，批量键迁移将极大降低节点之间网络 IO 次数
5. 重复执行步骤 3 和步骤 4 直到槽下所有的键值数据迁移到目标节点
6. 向所有主节点发送cluster setslot {slot} node {targetNodeId}命令，通知槽分配给目标节点。为了保证槽节点映射变更及时传播，需要遍历发送给所有主节点，将被迁移的槽指向新节点。

如何处理槽迁移过程中的读请求 §

当数据从源节点到目标节点迁移过程中，可能出现一部分数据在源节点，而另一部分在目标节点。

• 客户端根据本地 slot 缓存发送命令到源节点，如果存在键对应则直接执行返回结果给客户端。
• 如果节点返回 MOVED 错误，更新本地的 slot 到 Redis 节点的映射关系，然后重新发起请求。
• 如果数据正在迁移中，节点会回复 ASK 重定向异常。格式如下: ( error ) ASK { slot } { targetIP } : { targetPort }。
• 客户端从 ASK 重定向异常提取出目标节点信息，发送 asking 命令到目标节点打开客户端连接标识，再执行键命令。

主节点故障 §

• 节点间会不间断地发送 ping-pong 消息进行通信，当通信持续失败时，发送节点会认为对方节点下线（主观下线）
• 当半数以上持有槽的主节点都标记某个节点是主观下线时，触法对该节点的客观下线
• 该主节点会广播一条 fail 消息，让集群内所有节点标记该节点下客观下线，同时通过故障节点的从节点触发故障转移流程。
• 故障节点的从节点根据复制偏移量以不同的优先级发起选举
• 由持有槽的主节点进行投票，超过二分之一得票的从节点当选
• 从节点执行clusterDelSlot操作撤销故障主节点负责的槽，并执行 clusterAddSlot把这些槽委派给自己。
• 向集群广播自己的 pong 消息，通知集群内所有节点。

从节点故障 §

cluster slots风暴 §

复制风暴

集群模式下哪些命令可能导致异常 §

• key 批量操作支持有限，如 mset、mget 等，只支持对具有相同 slot 值的 key 执行批量操作。
• key 事务操作支持有限，只支持同一节点的 key
• 集群模式不支持多数据库空间
• 主从复制结构只支持一层，不支持树状嵌套结构