1、前言

在进行集群搭建时，需要保证单机版本的redis搭建没有问题，可以参考《Linux服务器Redis 6.x安装、配置》

2、主从复制好处

• 读写分离，性能扩展
  容灾快速恢复

主库负责写操作，从库负责读操作。

3、服务器准备

搭建redis一主一从，分为3组，实际中可以将3组实例搭建到不同服务器上，本次为了演示操作，所有redis实例都在一台服务器，通过端口进行区分

​ 注意： 如果使用云服务器需要安全组端口和防火墙开放的redis客户端与reids总线的端口(+10000)，比如：reids的端口为7001-7006，那么reids总线的端口为17001-17006，所以需要开放的端口为：7001-7006、17001-17006

4、环境搭建

4.1、创建集群工作目录

mkdir /usr/local/redis/cluster -p

4.2、搭建单机环境

在cluster目录下创建redis7001目录并且成功搭建一个单机版的redis，端口设置为7001

4.3、集群配置

关闭7001单机实例，修改配置文件

vim /usr/local/redis/cluster/redis7001/config/redis.conf

内容如下：

daemonize  yes
注释 bind 127.0.0.1
protected-mode no 
daemonize yes
cluster-enabled yes
logfile "/usr/local/redis/cluster/redis7001/log/redis.log"

port 7001
# 直接指定就行，不用手动创建conf文件
cluster-config-file nodes-7001.conf

#集群向外网暴漏的ip(网外IP)及端口
cluster-announce-ip 111.xxx.xxx.175
cluster-announce-port 7001

4.4、复制实例

将redis7001实例目录复制分别为：redis7002~redis7006

cp redis7001/ redis7002 -r
...
...
cp redis7001/ redis7006 -r

4.5、修改其他实例配置文件

其他实例是从redis7001拷贝而来，所以只需要修改配置文件的不同点即可，如下：

# 将logfile中的redis700x修改为对应的文件夹，比如redis7002
logfile "/usr/local/redis/cluster/redis700x/log/redis.log"

# 将700x修改为对应实例的端口，比如7002
port 700x

# 将700x修改为对应实例的端口，比如7002
cluster-config-file nodes-700x.conf

# 将700x修改为对应实例的端口，比如7002
cluster-announce-port 700x

4.6、创建批量启动/关闭脚本

由于所有的redis实例都在一台服务器中，为了方便进行统一的管理，创建批量启动与关闭的脚本，脚本所在目录为：/usr/local/redis/cluster

1、集群启动脚本:

vim start-all.sh

内容：

cd redis7001/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7002/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7003/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7004/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7005/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7006/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..

授权：

chmod u+x start-all.sh

2、集群关闭脚本:

vim shutdow-all.sh

内容：

redis7001/bin/redis-cli -p 7001 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7002 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7003 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7004 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7005 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7006 shutdown

授权：

chmod u+x shutdow-all.sh

4.7、创建集群

1、启动所有节点

sh start-all.sh

2、创建集群连接

# 进入集群目录
cd /usr/local/redis/cluster/redis7001/bin

# 在搭建集群时，要求至少有三个主节点(因为投票机制)，6个实例自动分配主从关系
# --cluster-replicas 1，表示主库有多少个从库，为1就表示有一个从库
./redis-cli --cluster create 162.14.119.135:7001 162.14.119.135:7002 162.14.119.135:7003 162.14.119.135:7004 162.14.119.135:7005 162.14.119.135:7006 --cluster-replicas 1

3、集群连接测试
连接进入任意节点

cd redis7001/bin
./redis-cli -h 162.14.119.135 -c -p 7001

可以看到在7001节点，set一个值，会自动跳转到7002节点，并且可以取出值，表示当前值存入在7002的节点中；
我们再次使用./redis-cli -h 162.14.119.135 -c -p 7001进入7001节点，并且获取name值，可以看到redis会自动从7002节点取值；

5、整合SpringBoot

SpringBoot整合reids单机版本可以参考《SpringBoot整合Redis》，其实整合集群版与单机版的区别在于yaml文件的配置，配置如下：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes:
        - 162.14.119.135:7001
        - 162.14.119.135:7002
        - 162.14.119.135:7003
        - 162.14.119.135:7004
        - 162.14.119.135:7005
        - 162.14.119.135:7006
    #连接超时时间
    timeout: 3600ms
    #密码
    password:
    lettuce:
      pool:
        # 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制）
        max-active: 8
        # 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
        max-wait: -1ms
        # 连接池中的最大空闲连接
        max-idle: 8
        # 连接池中的最小空闲连接
        min-idle: 1
      #关闭超时
      shutdown-timeout: 500ms

6、删除、新增节点

删除节点前，需要redis-cli --cluster check ip:port查询集群情况，获取相应的节点的id和主从关系。

6.1、删除从节点

删除命令：redis-cli --cluster del-node ip:port id

# 比如删除7006从节点
./redis-cli --cluster del-node 162.14.119.135:7006 fbb17810c3df7038baf9e9f9a83b7d4a38283c29

6.2、新增从节点

当被删除掉的节点重新启动之后不能自动加入集群，本身已经是个独立的master节点了；
新增的从节点可以是之前的删除的节点，也可以是新增的redis实例；
如果想要加入集群，则需要先在该节点执行cluster reset，再用add-node进行添加，进行增量同步复制；

为了方便演示，我们直接将之前删除的'7006'节点重新加入到集群中，如果不想加入之前删除的节点，可以新增一个实例然后加入到集群中；

重置节点：

# 保证已经删除的节点是启动状态，比如7006节点
# 进入7006客户端
./redis-cli -h 162.14.119.135 -c -p 7006

# 执行重置命令
cluster reset

加入集群：

# 加入集群命令，指定7006加入到7002节点下：
./redis-cli --cluster add-node 162.14.119.135:7006 162.14.119.135:7002 --cluster-slave --cluster-master-id d882c3ab7f37613663d7f063c4d7eae5cefd7fb7

#add-node: 后面的分别跟着新加入的slave和slave对应的master
#cluster-slave：表示加入的是slave节点
#--cluster-master-id：表示slave对应的master的node ID
#如果不通过 --cluster-master-id指定主节点ID 会随机分配到任意一个主节点

查看集群情况：

# 再次查看集群情况：
./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

6.3、删除主节点

删除主节点时需要做更多操作，需要将槽点进行转移，然后才能进行删除，具体参考以下截图

比如，删除7003主节点，该主节点的ID为9f1e025a88826db82a4b6fc60a707dcbf7b2d6eb

# 槽点转移
./redis-cli --cluster reshard 162.14.119.135:7003

以下截图，为其他系统搭建时的截图，但是操作原理、步骤和删除7003节点时一致

# 删除7003节点，当主节点槽点转移完成后尽可以删除节点了，执行命令：
./redis-cli --cluster del-node 162.14.119.135:7003 9f1e025a88826db82a4b6fc60a707dcbf7b2d6eb

再次执行check查看集群情况时，已经没有了7003节点

6.4、新增主节点

在之前的新增从节点中演示，新增之前删除过的节点，本次新增主节点采用新增实例的方式进行。

前置条件：
将redis7001拷贝一份为redis7007，并且修改redis7007的配置文件，然后启动实例；
加入集群：

# 将7007加入到集群，后面的111.229.160.175:7001为集群中的任意主节点ip:port
./redis-cli --cluster add-node 162.14.119.135:7007 162.14.119.135:7001

查看集群情况：

./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

分配槽点：

# 分配槽点时，过程较复杂，具体流程如下截图：
./redis-cli --cluster reshard 162.14.119.135:7007

以下截图，为其他系统搭建时的截图，但是操作原理、步骤和新增7007节点时一致

分配从节点：
在为主节点分配槽点时，如果集群中有多余的从节点，会自动成为新增主节点的从节点；
没有的话，可以采用新增从节点的方式进行指定，具体流程可以参考6.2、新增从节点；

7、投票机制

每个哈希槽都有一个主节点和多个从节点

**比如：**如果有六个节点，则分A,B,C三个为主节点，A1,B1,C1三个为对应的从节点，当A发生故障后，集群会提升A1为主节点，A1会继承A节点的数据，其实A1就相当于A的一个副本，让集群继续工作。

投票过程是集群中所有主节点参与,如果半数以上主节点与故障主节点通信超时，则认为当前该主节点挂掉，所以集群中至少需要3个主节点，每个主节点至少需要一个从节点，所有至少就是需要6个redis实例。

什么时候整个集群不可用：

a:如果集群任意主节点挂掉,且没有从节点.集群进入fail状态

b:如果集群超过半数以上主节点挂掉，无论是否有从节点，集群都进入fail状态.

ps: 当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误。

8、主节点宕机演示

• 当某个主节点挂了以后，对应的从节点会自动升级为主节点，然后再次启动这个节点后，节点会自动加入到集群中,并且成为某个主节点(从原有从节点升级为主节点的节点)的从节点。
• 如果从节点挂了以后，然后再次启动这个节点后，可以将当前节点加入到集群中，并且继续成为原有主节点的从节点。

宕机前

我们可以看到：主节点7001，从节点7004；

宕机后

当7001宕机后[模拟手动关闭]，过一段时间(默认15S)，7004从节点会自动变为主节点并且会继承主节点的数据，后续当7001节点上线以后，会自动变成7004节点的从节点。

注意： 可以通过cluster-node-timeout设置时间；

宕机后恢复

模拟重新启动7001节点，7001会自动成为7004节点的从节点；

9、重置集群

1、关闭集群中所有的实例

2、删除bin目录下的aof、rdb、nodes.conf文件

3、重新建立集群：

# 新建集群
./redis-cli --cluster create 162.14.119.135:7001 162.14.119.135:7002 162.14.119.135:7003 162.14.119.135:7004 162.14.119.135:7005 162.14.119.135:7006 --cluster-replicas 1

# 查看集群情况
./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

10、集群原理

redis集群就是将数据自动分片到不同的redis主节点实例上，然后主节点同步到从节点中，实现数据的高可用。

一个 Redis 集群包含 16384 个插槽（hash slot）， 数据库中的每个键都属于这 16384 个插槽的其中一个；

集群通过hash算法来计算键 key 属于哪个槽，将value存放到指定插槽或者从指定插槽中获取value；

集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举个例子， 如果一个集群可以有3个主节点， 其中：

节点 A 负责处理 0 号至 5460 号插槽。
节点 B 负责处理 5461 号至 10922 号插槽。
节点 C 负责处理 10923 号至 16383 号插槽。