Reids集群

目录

一、集群的概念

1.为什么要搭建集群？

2.Redis搭建集群是否需要考虑状态同步的问题？

二、Redis集群的模式

1.redis集群--主从模式

1.1什么是Redis的主从模式？

1.2.主从模式它们之间的数据是怎么实现一个同步的？

1.3.主从服务器是否解决了单点故障的问题？

1.4.redis集群三台，是否实现了扩容？

所以怎么解决单点故障问题呢，也就是说怎么解决主服务器宕机导致写操作执行不了的问题呢？

2.Redis集群--哨兵模式

2.1 Redis-哨兵模式的原理

2.2 哨兵是怎么检测到主服务器宕机了呢？

2.3主服务宕机后哨兵怎么从多个从服务器中选出一个作为主服务器？

2.5哨兵是什么

3.Reids集群--Cluster模式

3.1什么是cluster模式？

3.2那么key应该写到哪个redis服务器中，又怎么确保key的读取也是在这个redis服务器中呢

3.3每个服务器都是中心服务器，那么一旦有一个服务器宕机了，那么这个服务器里面的数据不是就访问不到了？

3.4总结

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一、集群的概念

1.为什么要搭建集群？

（1）单台服务器的并发量是有一个上限的，当大量的请求同时发送到服务器，超过了服务器的上限，这个服务器就会宕机，所以通过搭建集群提高并发量

（2）解决单点故障。当一台服务器挂了，那么所有的请求都访问不了，这样可用性就很低，所以通过搭建集群使得服务器挂了还有别的服务器可以接收请求

2.Redis搭建集群是否需要考虑状态同步的问题？

需要。因为Redis是保存了数据的，所以搭建Redis集群的时候就要考虑状态同步、数据同步的问题。不然一个redis里面进行了写操作，另一个Redis进行读操作，那么就会导致数据不一致

二、Redis集群的模式

1.redis集群--主从模式

1.1什么是Redis的主从模式？

也就是Redis搭建集群后，通过划分两个角色，一个主服务器一个从服务器

主服务器负责写操作

从服务器负责读操作

所以实现了读写分离

但是即使redis自身有持久化的机制，但是一旦磁盘发生损坏，数据又会丢失

所以需要多个从服务器进行读操作

1.2.主从模式它们之间的数据是怎么实现一个同步的？

（1）全量同步：在节点初始化的时候进行一个数据的全部同步

流程：1.因为在从服务器配置文件配置了主服务器，所以从服务器启动的时候做完认证就开始同步

2.给从服务器发送一个同步的命令到主服务器

3.主服务器收到命令，先做持久化，然后开始数据同步（主服务器做持久化的时候，如果又有命令过来，那么这个命令会放到暂缓区）

4.主服务器把持久化文件发送给从服务器

5.从服务器接收到持久化文件，先丢弃自己的数据，然后加载这个持久化文件在自己的内存中

6.主服务器继续发送暂缓区的命令给从服务器

7.从服务器接收主服务器的命令，加载到内存中

（2）增量同步：在节点初始化完成之后进行一个数据变动的同步

1.主服务器接收到了新的写命令后，它先在自己的内存中写入

2.然后广播给所有的从服务器

3.从服务器接收到广播过来的命令后，写入自己的内存中

所以这个主从服务器之间的数据同步就类似于Git.

第一次是直接克隆下来所有数据（全量同步）

后面是拉取更新的数据        （增量同步）

1.3.主从服务器是否解决了单点故障的问题？

没有。

因为主服务器只有一台，也就是写操作只有一台，所以一旦主服务器宕机，那么写操作又执行不了

1.4.redis集群三台，是否实现了扩容？

没有。虽然搭建了三台redis,但是三台保存的是同样的数据，只是做一个数据的备份，防止硬盘损坏，容量并没有增加

所以怎么解决单点故障问题呢，也就是说怎么解决主服务器宕机导致写操作执行不了的问题呢？

通过Redis集群--哨兵模式

2.Redis集群--哨兵模式

2.1 Redis-哨兵模式的原理

还是一样数量的主从服务器，只不过多了哨兵用来检测主服务器的状态，当哨兵检测到主服务器宕机后，它会在从服务器中选出一个作为主服务器进行写操作，这样就解决了单点故障问题。

2.2 哨兵是怎么检测到主服务器宕机了呢？

通过心跳机制,哨兵会给主服务器发送一个ping请求过去，如果主服务器是正常状态，那么就会回复哨兵一个pang响应，如果在一定的时间内从服务器没有回复哨兵，那么哨兵就认为主服务器宕机了

2.3主服务宕机后哨兵怎么从多个从服务器中选出一个作为主服务器？

1.看从服务器的偏移量，偏移量越大代表数据越新，越接近主服务器

2.偏移量一样，看优先级（开发人员可配置）

3.优先级一样，看redis运行时id

2.4多个哨兵的情况下，怎么在从服务器中选举出主服务器

1.首先在多个哨兵中选出哨兵Leader(通过哨兵的投票，哨兵的数量一般是奇数，方便少数服从多数)

2.这个Leader对从服务器进行选举

2.5哨兵是什么

哨兵其实也是redis服务器，只不过不能做读写操作

2.6当从服务器被选举成为主服务器后，之前宕机的主服务器恢复了，会怎样？

当从服务器被选举成为主服务器后，如果之前宕机的主服务器恢复后，那么之前的服务器会变为从服务器

3.Reids集群--Cluster模式

3.1什么是cluster模式？

cluster模式是无中心点的，也就是说redis集群中的每个redis服务器都具备读写的功能

这样就可以通过集群提高并发量

3.2那么key应该写到哪个redis服务器中，又怎么确保key的读取也是在这个redis服务器中呢

redis-cluster默认有一个16384的Hash槽，这个hash槽是用来存储我们redis的数据的。

cluster模式集群创建的时候会平均的把16384个hash槽分配给各个节点（也就是redis服务器），当我们在进行数据的存储的时候，根据CRC16(key)&16384计算出这个key应该存储在哪个hash槽中，从而落在hash槽对应的节点上面

这样就实现了读写数据在同一个redis服务器

3.3每个服务器都是中心服务器，那么一旦有一个服务器宕机了，那么这个服务器里面的数据不是就访问不到了？

所以可以给每个中心服务器再挂两个从服务器，并且加哨兵，一旦中心服务器宕机，从服务器顶上

3.4总结

所以cluster模式集合了主从模式以及哨兵模式就解决了并发量、单点故障、数据备份的问题

因为我们redis搭建集群后需要解决

数据读写一致（同一个key读写再同一个redis服务器中）的问题（cluster根据算法解决了）

还有单点故障问题（哨兵解决了）

单点故障后从服务器顶上去，需要具备主服务器的数据（主从模式解决了）