redis集群环境搭建

说明：本案例模拟生产环境，使用六台装有redis的linux服务器（CentOS7），实现三主三从集群环境的搭建

一、集群环境介绍

redis高可用方案有四种，分别为：
（1）数据持久化RDB和AOF，redis4.0之后，引入RDB+AOF混合持久化
（2）主从复制，即数据读写分离
（3）哨兵模式（redis-sentinel），引入sentinel哨兵监控，实现自动故障恢复，弥补了主从复制下，主节点发生故障，需要人工介入手动恢复的不足

主从复制、哨兵模式虽然提高了读的并发，但是单个master容量是有限的，如果写操作的并发提高，那么redis就会达到性能的瓶颈，此时，就需要引入第四种高可用方案–集群部署

redis cluster是redis3.0之后推出的分布式集群解决方案，当遇到单机内存、并发、流量等瓶颈的时候，redis cluster可以起到很好的负载均衡的作用

redis cluster根据投票容错机制，需要半数以上主节点同意的原则，因此搭建redis集群至少需要6个节点（3主3从），其中主节点提供读写功能，从节点只作为备用节点，提供故障转移的作用，redis cluster采用虚拟槽分区，所有键根据哈希函数映射到0~16383个哈希槽内，每个节点负责一部分槽以及槽内映射的键值数据

redis cluster特点：

去中心化，分散写的压力，便于进行横向扩展
部分节点出现故障，仍然不影响集群的正常运行，只有当主节点和它对应的从节点全部都出现故障时，集群环境才会不可用
集群模式包含了主从复制+哨兵模式

二、集群模式（三主三从）架构图

redis集群架构图

三、集群环境搭建

集群搭建前置条件：6台安装redis的linux服务器，也可选择一台服务器，搭建6个节点的伪集群环境

执行vim redis.conf命令修改6台redis服务器的redis配置文件

#开启集群模式
cluster-enabled yes
#每个节点需要一个配置文件，每个节点在集群的角色需要告知其他节点
cluster-config-file node-6379.conf
#设置超时时间，如果连接超过指定时间，则认为节点发生故障，自动切换至备用节点
cluster-node-timeout 5000
#开启AOF
appendonly yes

创建集群环境，redis3.0版本后引入集群，redis5.0之前，需要通过ruby工具，结合redis安装包下提供的redis-trib.rb脚本，实现集群搭建，redis5.0之后，redis-trib.rb被集成到redis-cli中，本案例使用的redis版本是6.2.5，因此该案例直接通过redis-cli相关命令进行集群环境搭建（随机在一台服务器上执行即可）

#执行以下命令，搭建集群环境
#其中执行redis-cli命令需要先进入redis安装bin目录下
#ip1:port1 ip2:port2 ip3:port3 ip4:port4 ip5:port5 ip6:port6 会对主从节点进行随机分配
#--cluster-replicas 1 声明一主对应一从的关系
redis-cli --cluster create ip1:port1 ip2:port2 ip3:port3 ip4:port4 ip5:port5 ip6:port6 --cluster-replicas 1

集群环境搭建

注：执行集群创建命令前，需要将6台redis服务器启动，否则该命令无法成功执行
3. 集群环境搭建完成后，执行redis-cli --cluster check ip:port命令，可以查看各个节点的详细信息

集群内各个节点信息

从节点信息可以看到，其中192.168.132.138、192.168.132.139、192.168.132.140这三个节点被定义为主节点，分别分配了0-5460、5461-10922、10923-16383号哈希槽，从节点可以根据replicates属性的编码值，查找到对应的主节点
4. 随机进入一台redis服务器的客户端，执行cluster info命令查看集群信息

集群信息

查看集群内节点情况，有两种方式进行查看：
①随机进入一台redis服务器的客户端，执行cluster nodes命令查看

②通过生成的node-6379.conf文件进行查看，执行cat node-6379.conf命令查看
测试其中一个主节点发生故障后的节点变化情况

从上图节点变化情况中可以看出，因redis.conf配置文件中设置的检查超时时间为15s，因此15s之前，192.168.132.140这台redis服务器连接正常，仍为master主节点，持续15s检测192.168.132.140仍未连接成功，则集群认为192.168.132.140发生故障，因此将其对应的141备用节点切换为主节点
测试发生故障的主节点恢复正常后，节点的变化情况

从图中可以看出，故障节点恢复后，作为备用节点继续工作
数据存储情况查看
①进入192.168.132.138服务器redis客户端，执行set age 20命令，存储一个键值对
②进入138主节点服务器对应的从节点142，执行keys *命令查看是否进行主从复制操作
③随机选取其他节点查看，执行keys *命令查看138主节点存储的数据是否可以查询到

注：从节点查看数据存储情况需要以集群方式进入：redis-cli -c

四、springboot集成redis集群

前置条件：搭建springboot工程，搭建redis cluster

pom.xml文件引入相关依赖

<dependencies>
        <!-- springboot依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
            <version>2.7.3</version>
        </dependency>

        <!-- springboot集成redis依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
            <version>2.7.3</version>
        </dependency>

        <!-- web依赖-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            <version>2.7.3</version>
        </dependency>

        <!-- lombok-->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <version>1.18.24</version>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>

        <!-- jedis-->
        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>4.2.3</version>
        </dependency>
    </dependencies>

application.yml配置文件对redis集群进行声明

spring:
  redis:
    # redis集群节点声明
    cluster:
      nodes: 192.168.132.138:6379,192.168.132.139:6379,192.168.132.140:6379,192.168.132.141:6379,192.168.132.142:6379,192.168.132.143:6379
    # 连接超时时间声明
    connect-timeout: 5000

直接使用redisTemplate.opsForValue().get()方法，经过验证，该方法只在redis单机环境下有效，redis集群环境下，无法进行读取
创建RedisProperties装载配置到对象

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.redis.cluster") // 查找application.yml配置文件中声明的节点装载到对象属性
public class RedisProperties {

    // 集群节点
    private String nodes;
}

创建JedisCluster读取配置信息

@Configuration
public class JedisClusterConfig {

    @Resource
    private RedisProperties redisProperties;

    public JedisCluster getJedisCluster() {
    	// 读取redis cluster节点信息
        String[] serverArray = redisProperties.getNodes().split(",");
        Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();

        for (String server : serverArray) {
            String[] ipPort = server.split(":");
            nodes.add(new HostAndPort(ipPort[0].trim(), Integer.valueOf(ipPort[1].trim())));
        }

        return new JedisCluster(nodes, redisProperties.getCommandTimeout());
    }
}

创建RedisClientTemplate工具类，用于存储、读取redis数据

@Component
public class RedisClientTemplate {

    @Resource
    private JedisClusterConfig jedisClusterConfig;

    public boolean setToRedis(String key, Object value) {
        String s = jedisClusterConfig.getJedisCluster().set(key, String.valueOf(value));
        if ("OK".equals(s)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    public Object getRedis(String key) {
        String s = jedisClusterConfig.getJedisCluster().get(key);
        return s;
    }
}

测试从redis中读取信息

@Component
@RequestMapping("/redistest")
public class RedisClusterTest {

    @Resource
    public RedisClientTemplate redisClientTemplate;

    @GetMapping("/getRedisValue/{key}")
    @ResponseBody
    public String getRedisValue(@PathVariable("key") String key) {
        String str = (String) redisClientTemplate.getRedis(key);
        return str;
    }
}

测试结果

redis集群环境搭建

redis集群环境搭建

一、集群环境介绍

二、集群模式（三主三从）架构图

三、集群环境搭建

四、springboot集成redis集群

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