Redis设计与实现第17章 -- 集群 总结2（执行命令 重新分片）

17.3 在集群中执行命令

接收命令的节点会计算出命令要处理的数据库键属于哪个槽，并检查这个槽是否指派给了自己：

• 如果是的话，直接执行这个命令

• 否则，节点向客户端返回一个MOVED错误，指引客户端转向redirect至正确的节点，并再次发送之前想要执行的命令

17.3.1 计算键属于哪个槽

节点使用CRC16(key&16383)来计算键key属于哪个槽，其中CRC16语句用于计算键key的CRC-16校验和，而&16383语句则用于计算出一个介于0~16383之间的整数作为键key的槽号

使用CLUSTER KEYSLOT <key>可以查看一个给定键属于哪个槽

17.3.2 判断槽是否由当前节点负责处理

当节点计算出键所属的槽i之后，节点就会检查自己在clusterState.slots数组的项i，判断键所在的槽是否由自己负责：

• 如果clusterState.slots[i] = clusterState.myself，说明槽i由当前节点负责

• 否则，节点会根据clusterState.slots[i] 指向的clusterNode结构所记录的节点IP和端口号，向客户端返回MOVED错误，指引客户端转向正确节点。

17.3.3 MOVED错误

MOVED错误的格式为MOVED <slot> <ip>:<port>，其中slot为键所在的槽，而ip/port则是负责处理槽slot的节点的IP地址和端口号。客户端会根据MOVED错误中提供的IP地址和端口号，转向至负责处理槽slot的节点，并向该节点重新发送之前想要执行的命令

一个集群客户端通常会与集群的多个节点创建套接字连接，而所谓的节点转向实际上是换一个套接字来发送命令。如果客户端未与想要转向的节点创建套接字连接，客户端会先根据MOVED错误提供的IP地址和端口号来连接节点，然后再进行转向。

要注意，集群模式的客户端收到MOVED错误后，是根据MOVED错误自动进行节点转向的，并打印出转向信息。但是如果是单机stand alone模式的客户端，MOVED错误就会被客户端打印出来。

17.3.4 节点数据库的实现

节点只能使用0号数据库，而且除了将键值对保存在数据库里面之外，还会用clusterState结构里的slots_to_keys跳跃表来保存槽和键之间的关系，跳跃表里每个节点的分值score都是一个槽号，而每个节点的成员member都是一个数据库键

通过跳跃表，节点可以很方便的对属于某个或某些槽的所有数据库键进行批量操作，例如CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count>命令可以返回最多count个属于槽slot的数据库键，就是通过遍历跳跃表实现的

17.4 重新分片

Redis集群的重新分片操作可以将任意数量已经指派给某个节点（源节点）的槽改为指派给另一个节点（目标节点），并且相关槽所属的键值对也会从源节点被移动到目标节点。

重新分片操作可以在线进行，而且源节点和目标节点都可以继续处理命令请求。

是由Redis的集群管理软件redis-trib负责执行的，Redis提供了进行重新分片所需的所有命令，redis-trib则通过向源节点和目标节点发送命令来进行重新分片操作，具体步骤如下：

1. 对目标节点发送CLUSTER SETSLOT <slot> IMPORTING <source_id> 命令，让目标节点准备好从源节点导入import属于槽slot的键值对

2. 对源节点发送 CLUSTER SETSLOT <slot> MIGRATE <target_id> 命令，让源节点准备好将属于槽slot的键值对迁移migrate到目标节点

3. 向源节点发送CLUSTER GETKEYSINSLOT <slot> <count>命令，获得最多count个属于槽slot的键值对的键名key name

4. 对于步骤3获得的每个键名，redis-trib都向源节点发送一个MIGRATE <target_ip> <target_port> <key_name> 0 <timeout>命令，将被选中的键原子性地从源节点迁移到目标节点

5. 重复执行步骤3和4，直到源节点保存的所有属于槽slot的键值对都被迁移到目标节点。

6. redis-trib向集群的任意一个节点发送CLUSTER SETSLOT <slot> NODE <target>命令，将槽slot指派给目标节点，会通过消息发送到整个集群