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Redis集群实现方式

news 来源：原创 2025/6/28 11:27:53

✅ 一、什么是 Redis 集群（Redis Cluster）

Redis 集群是 Redis 官方在 3.0 版本引入的分布式部署方案，它的目标是解决以下几个问题：

单个 Redis 实例容量有限（最多只能使用一个服务器的内存）
单点故障（单个 Redis 服务挂掉就无法使用）
扩展性不足（性能受限于单机）

🔧 Redis Cluster 的三大核心机制：

机制	说明
数据分片	使用 16384 个哈希槽（hash slots），所有数据根据 key 的哈希值分布到不同节点中
主从复制	每个主节点可配置多个从节点，做数据备份，提高可用性
自动故障转移	主节点挂了，自动把从节点升级为主节点，无需人工干预

✅ 二、Redis 集群的部署方式（手把手教学）

我们以部署 6 个 Redis 实例（3 主 3 从）为例来讲解：

📁 1. 准备 Redis 安装文件

你可以先下载并解压 Redis：

wget http://download.redis.io/releases/redis-6.2.6.tar.gz
tar -zxvf redis-6.2.6.tar.gz
cd redis-6.2.6
make

📂 2. 创建多个 Redis 实例目录

我们创建 6 个目录，每个实例用不同端口：

mkdir -p ~/redis-cluster/7000
mkdir -p ~/redis-cluster/7001
mkdir -p ~/redis-cluster/7002
mkdir -p ~/redis-cluster/7003
mkdir -p ~/redis-cluster/7004
mkdir -p ~/redis-cluster/7005

🧾 3. 配置 redis.conf 文件

以 7000 为例配置一个 redis.conf（复制后修改端口即可）：

port 7000
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-7000.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
dir /home/youruser/redis-cluster/7000
logfile "7000.log"
daemonize yes

每个实例都配置好自己的端口，节点配置文件名、日志名和工作目录。

▶ 4. 启动 Redis 实例

逐个启动这 6 个 Redis 服务：

redis-server ~/redis-cluster/7000/redis.conf
redis-server ~/redis-cluster/7001/redis.conf
...

你可以使用 ps -ef | grep redis 或 netstat -anp | grep 700 来确认服务是否正常启动。

🔗 5. 创建 Redis 集群

使用 redis-cli 创建集群，并设置主从结构（3主3从）：

redis-cli --cluster create \
127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 \
127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 \
--cluster-replicas 1

含义是：

把前 3 个端口（7000~7002）作为主节点
后 3 个端口（7003~7005）作为各主节点的从节点
16384 个槽会被均分

集群创建成功后会提示你是否确认，输入 yes 即可。

✅ 三、Redis 集群的运行机制

1. 数据是如何分片的？

Redis 把 key 的 CRC16 哈希值 对 16384 取模，确定它属于哪个槽（slot）。

每个主节点管理一部分槽，例如：

7000 管理 0 ~ 5460
7001 管理 5461 ~ 10922
7002 管理 10923 ~ 16383

2. 节点之间如何通信？

所有节点通过 gossip 协议交换状态信息。
每个节点都知道其他节点的位置和状态。
使用两个端口：如 7000 端口用于数据交互，7000+10000=17000 端口用于集群节点间通信。

3. 自动故障转移

如果主节点宕机，其从节点在其他节点投票多数通过后，会自动升级为主节点。
故障恢复后重新加入集群。

✅ 四、Redis 集群的客户端接入

1. 普通 redis-cli 无法处理集群请求（因为 key 可能在不同节点）

必须使用带 --cluster 的命令，或者使用支持 Cluster 的客户端。

2. Java 客户端接入（Jedis 示例）

Set<HostAndPort> nodes = new HashSet<>();
nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 7000));
nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 7001));
nodes.add(new HostAndPort("127.0.0.1", 7002));JedisCluster cluster = new JedisCluster(nodes);
cluster.set("name", "redis-cluster");
String value = cluster.get("name");
System.out.println(value);

✅ 五、注意事项和限制

限制	描述
不支持事务（MULTI/EXEC）跨 slot 操作
MGET/MSET 必须作用于同一 slot（可以用 `{tag}` 方式强制放入同一槽）
数据迁移时性能会波动
客户端必须支持 Redis Cluster 协议