Redis 十一 集群模式

2022-01-12 13:32:07 字數 2970 閱讀 1341

集群是redis的分布式方案,通過分片來進行資料共享,並提供複製和故障轉移功能。

一、節點node

集群模式下的redis伺服器叫節點,一開始各個節點相互獨立,連起來後叫集群。通過向某個節點傳送命令【cluster meet 】,節點和【ip+port】伺服器握手成功後就將其新增到所在的集群中。

啟動節點:redis伺服器啟動時根據cluster-enabled配置選擇開啟後作為普通模式還是集群模式,集群模式會有特定的資料結構和訊息傳遞。

二、集群資料結構

struct

clusternode;

clusternode

clusternode表示乙個節點的各種基本資訊,包括建立時間、位址、埠、配置紀元、名字、所連的節點等資訊,屬性【clusterlink* link】表示所連的節點。

typedef struct

clusterlinkclusterlink;

clusterlink

clusterlink儲存了連線節點所需的有關資訊,其中緩衝區是給節點用的,而不是客戶端。

typedef struct

clusterstateclusterstate;

clusterstate

clusterstate是每個節點都會有的結構,記錄的是集群資訊,nodes字典包含了全部的節點。

握手過程:b發命令給a,a在clusterstate的nodes字典裡建立乙個clusternode儲存b的節點資訊,然後a返回命令給b,b做同樣的事。b發pong命令,a收到回覆ping命令。握手完成。隨後a把b的資訊發給及群裡其他節點,紛紛握手。

三、槽

redis集群通過分片來儲存鍵值對,整個資料庫被分為16384個槽(slot),每個節點處理0-16384個槽,全部槽都有節點處理時集群才處於上線狀態。

儲存節點資訊的clusternode有屬性記錄節點負責處理哪些槽。

unsigned char slots[16384/8];//

二進位制位陣列,1表示處理,0表示不處理

int numslots;//

本節點負責的槽點數量

節點負責處理哪些槽的資訊會**給其他節點,每個節點都知道全部槽分別由誰負責處理,資訊存在clusterstate裡。

clusternode* slots[16384];//

要麼指向null,要麼指向節點

中間的陣列提供索引查詢作用,快速定位到節點,設定和查詢時間複雜度都是o(1),若沒有則需要暴力。

槽指派:通過命令【cluster addslots [slot ...]】,如果指派的槽有乙個被處理了則返回錯誤,否則就改一下clusternode的slots陣列,改一下clusterstate的slots陣列指向。再**。

四、在集群中執行命令

1.計算鍵屬於哪個槽 = crc16(key)&16383,

crc16(key)是計算key的crc-16校驗和。

2.檢查是否為自己負責的槽,判斷clusterstate.slots[i]==clusterstate.myself,不等於則返回moved命令,蘊含了

clusterstate.slots[i]指向的節點。

3.moved錯誤【moved :】,若客戶端未連上目標節點,則先連再發。集群模式下moved錯誤不會列印出來,單純是告訴客戶端去找其他節點,但是單機模式則會被列印出來,因為不會自動轉向。moved錯誤的解決措施是永久的,許可權已經改變了,客戶端以後直接去找新的節點。

4.節點只能用0號資料庫,單機redis則可以隨便用,過期處理方式則相同。集群狀態clusterstate結構中還有slots_to_keys跳躍表儲存槽與鍵之間的關係,跳躍表的分值(score)對應鍵的槽號,有序,方便批量操作。

5.重新分片,無需下線。

6.ask錯誤是重新分片過程中遇到客戶端與鍵相關的命令,在源節點找不鍵則會去目標節點找,類似moved錯誤,被隱藏。ask錯誤是一次性的,還沒遷移完成,下一次還是找源節點,找不到再通過ask錯誤去找目標節點。具體實現略過。

五、集群裡的主從複製與故障轉移

和普通的主從複製差不多。一開始各個節點定時相互傳送訊息以檢測故障,誰沒及時回覆就被標記為疑似下線狀態,然後告知其他節點,半數以上有處理槽的節點認為疑似下線就可以標記為已下線。從節點發現自己的主節點已下線時,先選新的主節點,規則與選領頭羊sentinel一樣。舊的主節點上線後變從節點。

六、訊息

meet訊息:a接到【cluster meet】時,向b傳送【meet】,請求b加到a所在的集群。

pong訊息:對meet和ping訊息的回應 或 **狀態確認。

fail訊息:主節點a斷定主節點b已下線時,**告知。

publish訊息:當節點收到,會執行並**,後續接收者也如此。

訊息 = 訊息頭header + 訊息正文data

參考&引用

《redis設計與實現》

Redis的使用 (一)集群的搭建

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1.集群節點 1.2 節點啟動 2.槽指派 3.在集群中執行命令 4.重新分片 5.複製與故障轉移 6.集群訊息 7.gossip協議 參考文獻 clusterstate結構 typedef struct clusterstateclusternode結構struct clusternodeclus...