红色的思维Redis的单例与集群（redis的单例和集群）

红色的思维：Redis的单例与集群

在当前时代，数据处理的越来越复杂，使用传统的MySQL等关系型数据库已经不能完全满足现代应用的需求，再加上互联网的快速发展，使得非关系型数据库开始变得流行起来。其中，Redis可谓是非关系型数据库中的佼佼者，其高性能、持久化、数据结构多样性等特性，为当前企业的需求提供了众多解决方案。

Redis作为一种内存数据库，在实际环境中，其容量历来都受到了限制，而且发现，并发量越来越大的时候，单机的性能瓶颈也越来越明显。为了解决这个问题，实现Redis的横向扩展，以及提高Redis的可用性，集群（cluster）的方案应运而生。

Redis单例的优劣

Redis单例运行的实例都是原始服务器，若只有一台Redis服务器，则Redis就是单例的。这种方案的优点在于，它拥有简单的部署、使用和维护；无论是在本地开发环境中、还是小规模的生产环境中，其处理容量都非常合适。某些情况下，单例的扩容方案也被采用，通常是通过慢日志、耗时等分析找到瓶颈，并进行逐步优化，以期达到更高的容量和性能。

但Redis单例的缺点也是显而易见的。数据存储的上限有限；在Redis挂掉之后，数据将无法访问；还有就是，如果需要实现负载均衡，单例显然没有这个能力。

Redis集群的优劣

Redis集群的方案在解决单例缺陷上可谓之尽善尽美。在集群化的Redis中，集群共有16384个slots（槽位），每个slot可以存储一个键值对。对于指定的键（即key），Redis使用CRC16哈希算法，以得到相应的slot编号。同一个slot编号下的键，都会被储存在相同的服务器上。

与单例不同，Redis集群是由多个分片节点组成的，每个节点都可以作为主节点或者从节点。当主节点遇到故障无法进行服务时，集群会自动将从节点转换为主节点继续提供服务，从而保证了持续可用性。同时，Redis集群还提供了可靠的复制和动态扩缩容功能，满足高并发、大容量等高要求的应用场景。

实现Redis集群

下面分别介绍两种Redis集群的部署方案。

方案一：使用redis-trib.rb部署

redis-trib.rb是Ruby语言编写的Redis集群工具，它的作用是方便用户创建、配置、管理Redis集群。以下是部署步骤：

1. 创建6个Redis实例，分别使用7000至7005的端口号。

2. 下载redis-trib.rb脚本。

3. 新建一个redis.conf文件，配置开启集群：

cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes.conf
cluster-node-timeout 5000

4. 启动6个Redis实例。

5. 在其中一个节点上运行redis-trib.rb，对Redis实例进行槽位分配：

./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7000 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

此命令将创建一个6个节点的Redis集群，每个主节点有1个从节点，共有3份数据副本。

方案二：使用Redis Sentinel部署

Redis Sentinel是Redis高可用性解决方案。它使用了哨兵程序来监控Redis实例，当Redis主节点发生故障时，自动将从节点切换为主节点，提供服务。以下是部署步骤：

1. 创建3个Redis实例，分别使用7000至7002的端口号。

2. 创建sentinel.conf文件，配置Redis Sentinel参数：

port 26379
dir /tmp
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 7000 2
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
sentinel flover-timeout mymaster 10000
sentinel parallel-syncs mymaster 1

– monitor选项用于指定要监控的Redis实例，name是master名字，后面依次是ip、port和掉线认定时间。

– down-after-milliseconds: Redis Sentinel默认每2s检查一次主节点是否正常，检查成功，延迟的信息由Redis Sentinel自己维护。若超出指定时间未接收到主节点心跳，则认为主节点已经挂掉

– flover-timeout选项用于指定主节点向从节点切换所需的最长时间。若在timeout时间内，没有完成故障转移，操作失败

– parallel-syncs选项用于指定同步从节点的数量。默认为1，即每次故障转移时，只同步一个从节点。

3. 启动3个Redis实例及哨兵程序。

总结

Redis作为一种高速的内存数据库，具有很好的性能表现、多种数据结构以及灵活的数据存储方案，已经成为了很多企业的首选。在实际应用中，单例的Redis方案无法承受大规模请求的压力，而集群则成为了一个必要的选择。通过一定的技术手段，结合Redis集群的实现方式，我们可以打造出高可用、低延迟、高可靠的分布式Redis集群，为企业的应用提供了最佳性能保障。