Redis数据库搭建集群（集群概念、redis集群、搭建集群（配置机器1、2、创建集群、数据操作验证）、Python与redis集群交互）

1. 集群的概念

集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机，它们构成了一个组，并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。

当请求到来首先由负载均衡服务器处理，把请求转发到另外的一台服务器上。

2. redis集群

分类
- 软件层面
- 硬件层面
软件层面：只有一台电脑，在这一台电脑上启动了多个redis服务。

硬件层面：存在多台实体的电脑，每台电脑上都启动了一个redis或者多个redis服务。

3. 搭建集群

当前拥有两台主机172.16.x.12、172.16.1.13，这⾥的IP在使⽤时要改为实际值

参考阅读

redis集群搭建 Redis集群搭建与简单使用 - 邬兴亮 - 博客园
[Python]搭建redis集群编程网_菜鸟学编程_编程培训_PHP培训_PHP程序员教程

3.1 配置机器1

在演示中，192.168.X.12为当前ubuntu机器的ip
在192.168.X.12上进⼊Desktop⽬录，创建conf⽬录

在conf⽬录下创建⽂件7000.conf，编辑内容如下

port 7000
bind 192.168.X.12
daemonize yes
pidfile 7000.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7000_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

在conf⽬录下创建⽂件7001.conf，编辑内容如下

port 7001
bind 172.X.12
daemonize yes
pidfile 7001.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7001_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

在conf⽬录下创建⽂件7002.conf，编辑内容如下

port 7002
bind 172.16.X.13
daemonize yes
pidfile 7002.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7002_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

总结：三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项

使⽤配置⽂件启动redis服务

redis-server 7000.conf
redis-server 7001.conf
redis-server 7002.conf

查看进程如下图

3.2 配置机器2 【可以用一台虚拟机操作一下，可以不用配置机器2】

在演示中，192.168.X.13为当前ubuntu机器的ip
在192.168.X.13上进⼊Desktop⽬录，创建conf⽬录

在conf⽬录下创建⽂件7003.conf，编辑内容如下

port 7003
bind 192.168.X.13
daemonize yes
pidfile 7003.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7003_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

在conf⽬录下创建⽂件7004.conf，编辑内容如下

port 7004
bind 192.168.X.13
daemonize yes
pidfile 7004.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7004_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

在conf⽬录下创建⽂件7005.conf，编辑内容如下

port 7005
bind 192.168.X.13
daemonize yes
pidfile 7005.pid
cluster-enabled yes
cluster-config-file 7005_node.conf
cluster-node-timeout 15000
appendonly yes

总结：三个⽂件的配置区别在port、pidfile、cluster-config-file三项

使⽤配置⽂件启动redis服务

redis-server 7003.conf
redis-server 7004.conf
redis-server 7005.conf

查看进程如下图

3.3 创建集群

文档连接

redis的安装包中包含了redis-trib.rb，⽤于创建集群
接下来的操作在192.168.X.12机器上进⾏

将命令复制，这样可以在任何⽬录下调⽤此命令

sudo cp /usr/share/doc/redis-tools/examples/redis-trib.rb /usr/local/bin/

安装ruby环境，因为redis-trib.rb是⽤ruby开发的

sudo apt-get install ruby
在提示信息处输⼊y，然后回⻋继续安装

运⾏如下命令创建集群

redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.X.12:7000 192.168.X.12:7001 192.168.X.12:7002 192.168.X.13:7003 192.168.X.13:7004 192.168.X.13:7005

执⾏上⾯这个指令在某些机器上可能会报错,主要原因是由于安装的 ruby 不是最新版本!
天朝的防⽕墙导致⽆法下载最新版本,所以需要设置 gem 的源

解决办法如下

-- 先查看⾃⼰的 gem 源是什么地址
gem source -l -- 如果是https://rubygems.org/ 就需要更换-- 更换指令为
gem sources --add https://gems.ruby-china.com/ --remove https://rubygems.org/-- 通过 gem 安装 redis 的相关依赖
sudo gem install redis-- 然后重新执⾏指令

redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.X.12:7000 192.168.X.12:7001 192.168.X.12:7002 192.168.X.13:7003 192.168.X.13:7004 192.168.X.13:7005

提示如下主从信息，输⼊yes后回⻋

提示完成，集群搭建成功

3.4 数据验证

根据上图可以看出，当前搭建的主服务器为7000、7001、7002，对应的从服务器是7004、7005、7003
在192.168.X.12机器上连接7002，加参数-c表示连接到集群

redis-cli -h 192.168.X.12 -c -p 7002
写⼊数据

set name itheima
在7005可以获取数据，如果写入数据又重定向到7000(负载均衡)

3.5 在哪个服务器上写数据：CRC16

redis cluster在设计的时候，就考虑到了去中⼼化，去中间件，也就是说，集群中的每个节点都是平等的关系，都是对等的，每个节点都保存各⾃的数据和整个集群的状态。每个节点都和其他所有节点连接，⽽且这些连接保持活跃，这样就保证了我们只需要连接集群中的任意⼀个节点，就可以获取到其他节点的数据
Redis集群没有并使⽤传统的⼀致性哈希来分配数据，⽽是采⽤另外⼀种叫做哈希槽 (hash slot)的⽅式来分配的。redis cluster 默认分配了 16384 个slot，当我们 set⼀个key 时，会⽤CRC16算法来取模得到所属的slot，然后将这个key 分到哈希槽区间的节点上，具体算法就是：CRC16(key) % 16384。所以我们在测试的时候看到set 和 get 的时候，直接跳转到了7000端⼝的节点
Redis 集群会把数据存在⼀个 master 节点，然后在这个 master 和其对应的salve 之间进⾏数据同步。当读取数据时，也根据⼀致性哈希算法到对应的 master 节点获取数据。只有当⼀个master 挂掉之后，才会启动⼀个对应的 salve 节点，充当 master
需要注意的是：必须要3个或以上的主节点，否则在创建集群时会失败，并且当存活的主节点数⼩于总节点数的⼀半时，整个集群就⽆法提供服务了

4. Python与redis集群交互

安装包如下

pip install redis-py-cluster
redis-py-cluster源码地址https://github.com/Grokzen/redis-py-cluster
创建⽂件redis_cluster.py，示例码如下：

from rediscluster import RedisCluster
if __name__ == '__main__':try:# 构建所有的节点，Redis会使⽤CRC16算法，将键和值写到某个节点上startup_nodes = [{'host': '192.168.X.12', 'port': '7000'},{'host': '192.168.X.12', 'port': '7002'},{'host': '192.168.X.12', 'port': '7001'},]# 构建StrictRedisCluster对象src = RedisCluster(startup_nodes=startup_nodes, decode_responses=True)# 设置键为name、值为abcd的数据result = src.set('name2', 'abcd')print(result)# 获取键为namename = src.get('name2')print(name)except Exception as e:print(e)

运行效果：

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