Redis分布式方案：集群

Redis集群通過分片（sharding）進行數據共享，並提供復制和故障轉移功能。

節點

一個Redis集群由多個node組成，連接各節點的命令格式如下：

CLUSTER MEET

127.0.0.1:7000> CLUSTER MEET 127.0.0.1 7001

槽指派

Redis集群通過分片的方式來保存鍵值對：集群的整個數據庫被分為16384的槽（slot）。

通過CLUSTER ADDSLOTS命令，可以將一個或多個槽指派給節點負責：

CLUSTER ADDSLOTS [slot ...]

127.0.0.1:7000> CLUSTER ADDSLOTS 0 1 2 3 4 ... 5000

OK

執行命令將槽0-5000指派給節點7000負責

記錄節點的槽指派信息

slots屬性是一個二進制位數組，數組長度為16384/8=2048個字節，共包含16384個二進制位。

為什么是16384個？

因為節點之間需要經常互相發送心跳等信息，其中就槽位也是包含在內的，取一個中間值16384能在一定程度

上減少消息的大小，又減少了數據不均衡的問題。

計算鍵屬於哪個槽

節點使用 CRC16(key) & 16383 計算出一個 0-16383之間的整數作為鍵key的槽號。

但是，如果計算出來的槽值不能由當前節點處理，那么，該節點會向客戶端返回MOVED錯誤，指引客戶端轉向可

以處理的節點。

MOVED 10086 127.0.0.1：7002

表示槽10086正由127.0.0.1:7002節點負責。

節點數據庫實現

單機和節點的區別：節點只能使用0號數據庫。

淘汰策略是一樣的，從過期key里淘汰最久未使用的key，volatile-LRU。

重新分片

客戶端訪問key時，key所屬的槽如果正在從舊節點轉移到新節點，會發送ask錯誤（隱藏的）。

復制與故障轉移

Redis集群節點分為master和slave，如果主節點下線，會選擇一個從節點作為新的主節點。

設置從節點

CLUSTER REPLICATE <node_id>

可以讓接收命令的節點變成從節點（和復制反命令過來了）

故障轉移

當一個從節點發現自己正在復制的主節點下線了，從節點開始對下線主節點進行故障轉移，以下步驟：

1. 被選中的從節點會執行SLAVEOF no one命令，成為新的主節點。
2. 將槽指派給自己。
3. 新主節點向集群廣播發送PONG消息，昭告天下。

選舉新的主節點

和領頭哨兵選舉類似，都是基於Raft算法實現的。（見Redis哨兵）

Reference

《Redis設計與實現》