Redis单机版和集群搭建部署

Redis介绍：

Redis是用C语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库。它通过提供多种键值数据类型来适应不同场景下的存储需求，目前为止Redis支持的键值数据类型如下：

字符串类型
散列类型
列表类型
集合类型
有序集合类型。

Redis的应用场景:

缓存（数据查询、短连接、新闻内容、商品内容等等）。（最多使用）
分布式集群架构中的session分离。
聊天室的在线好友列表。
任务队列。（秒杀、抢购、12306等等）
应用排行榜。
网站访问统计。
数据过期处理（可以精确到毫秒）

Redis的安装:

redis是C语言开发，建议在linux上运行，本教程使用Centos6.4作为安装环境。

安装redis需要先将官网下载的源码进行编译，编译依赖gcc环境，如果没有gcc环境，需要安装gcc：yum install gcc-c++

版本说明:

本教程使用redis3.0版本。3.0版本主要增加了redis集群功能。

源码下载:

从官网下载

http://download.redis.io/releases/redis-3.0.0.tar.gz

将redis-3.0.0.tar.gz拷贝到/usr/local下

解压源码:

tar -zxvf redis-3.0.0.tar.gz

进入解压后的目录进行编译:

cd /usr/local/redis-3.0.0

make

安装到指定目录,如 /usr/local/redis:

cd /usr/local/redis-3.0.0

make PREFIX=/usr/local/redis install

修改redis.conf配置文件：

redis.conf是redis的配置文件，redis.conf在redis源码目录。注意修改port作为redis进程的端口,port默认6379。

拷贝配置文件到安装目录下：

进入源码目录，里面有一份配置文件 redis.conf，然后将其拷贝到安装路径下

cd /usr/local/redis

mkdir conf

cp /usr/local/redis-3.0.0/redis.conf /usr/local/redis/bin

安装目录bin下的文件列表如下：

redis3.0新增的redis-sentinel是redis集群管理工具可实现高可用。

Redis的启动：

前端模式启动：

直接运行bin/redis-server将以前端模式启动，前端模式启动的缺点是ssh命令窗口关闭则redis-server程序结束，不推荐使用此方法。如下图：

后端模式启动：

修改redis.conf配置文件， daemonize yes 以后端模式启动。

执行如下命令启动redis：

cd /usr/local/redis

./bin/redis-server ./redis.conf

redis默认使用6379端口。

也可更改redis.conf文件，修改端口号：

通过jedis连接redis单机：

所需jar包：

pom坐标：

<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>2.7.0</version></dependency>

jar包如下：

单实例连接：

通过创建单实例jedis对象连接redis服务，如下代码：

// 单实例连接redis@Testpublic void testJedisSingle() {Jedis jedis = new Jedis("192.168.101.3", 6379);jedis.set("name", "bar");String name = jedis.get("name");System.out.println(name);jedis.close();}

外部连接不上redis的解决方法：

由于linux防火墙默认开启，redis的服务端口6379并不在开放规则之内，所有需要将此端口开放访问或者关闭防火墙。

关闭防火墙命令：sevice iptables stop

如果是修改防火墙规则，可以修改：/etc/sysconfig/iptables文件

使用连接池连接：

通过单实例连接redis不能对redis连接进行共享，可以使用连接池对redis连接进行共享，提高资源利用率，使用jedisPool连接redis服务，如下代码：

@Testpublic void pool() {JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();//最大连接数config.setMaxTotal(30);//最大连接空闲数config.setMaxIdle(2);JedisPool pool = new JedisPool(config, "192.168.101.3", 6379);Jedis jedis = null;try  {jedis = pool.getResource();jedis.set("name", "lisi");String name = jedis.get("name");System.out.println(name);}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}finally{if(jedis != null){//关闭连接jedis.close();}}}

详细的连接池配置参数参考下节jedis和spring整合中applicationContext.xml的配置内容。

jedis与spring整合：

配置spring配置文件applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:mvc="http://www.springframework.org/schema/mvc"xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-3.2.xsd http://www.springframework.org/schema/mvc http://www.springframework.org/schema/mvc/spring-mvc-3.2.xsd http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-3.2.xsd http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-3.2.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-3.2.xsd "><!-- 连接池配置 --><bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig"><!-- 最大连接数 --><property name="maxTotal" value="30" /><!-- 最大空闲连接数 --><property name="maxIdle" value="10" /><!-- 每次释放连接的最大数目 --><property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" /><!-- 释放连接的扫描间隔（毫秒） --><property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" /><!-- 连接最小空闲时间 --><property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" /><!-- 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放 --><property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" /><!-- 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1 --><property name="maxWaitMillis" value="1500" /><!-- 在获取连接的时候检查有效性, 默认false --><property name="testOnBorrow" value="true" /><!-- 在空闲时检查有效性, 默认false --><property name="testWhileIdle" value="true" /><!-- 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true --><property name="blockWhenExhausted" value="false" /></bean><!-- redis单机 通过连接池 --><bean id="jedisPool" class="redis.clients.jedis.JedisPool" destroy-method="close"><constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"/><constructor-arg name="host" value="192.168.25.145"/><constructor-arg name="port" value="6379"/></bean>

测试代码：

private ApplicationContext applicationContext;@Beforepublic void init() {applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");}@Testpublic void testJedisPool() {JedisPool pool = (JedisPool) applicationContext.getBean("jedisPool");try  {jedis = pool.getResource();jedis.set("name", "lisi");String name = jedis.get("name");System.out.println(name);}catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}finally{if(jedis != null){//关闭连接jedis.close();}}}

Redis集群：

集群原理redis-cluster架构图

架构细节:

(1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制),内部使用二进制协议优化传输速度和带宽.

(2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效.

(3)客户端与redis节点直连,不需要中间proxy层.客户端不需要连接集群所有节点,连接集群中任何一个可用节点即可

(4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]slot上,cluster 负责维护node<->slot<->value

Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。

redis-cluster投票:容错

(1)领着投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉.

(2):什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?

a:如果集群任意master挂掉,且当前master没有slave.集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完成时进入fail状态. ps : redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage参数,默认关闭,打开集群兼容部分失败.

b:如果集群超过半数以上master挂掉，无论是否有slave集群进入fail状态.

ps:当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误

ruby环境：

redis集群管理工具redis-trib.rb依赖ruby环境，首先需要安装ruby环境：

安装ruby：

yum install ruby

yum install rubygems

安装ruby和redis的接口程序：

拷贝redis-3.0.0.gem至/usr/local下

执行：

gem install /usr/local/redis-3.0.0.gem

创建集群：集群结点规划：

这里在同一台服务器用不同的端口表示不同的redis服务器，如下：

主节点：192.168.101.3:7001 192.168.101.3:7002 192.168.101.3:7003

从节点：192.168.101.3:7004 192.168.101.3:7005 192.168.101.3:7006

在/usr/local下创建redis-cluster目录，其下创建7001、7002。。7006目录，如下：

将redis安装目录bin下的文件拷贝到每个700X目录内，同时将redis源码目录src下的redis-trib.rb拷贝到redis-cluster目录下。

修改每个700X目录下的redis.conf配置文件：

port XXXX
#bind 192.168.101.3
cluster-enabled yes

启动每个结点redis服务：

分别进入7001、7002、...7006目录，执行：

./redis-server ./redis.conf

查看redis进程：

执行创建集群命令：

执行redis-trib.rb，此脚本是ruby脚本，它依赖ruby环境。

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.131.102:7001 192.168.131.102:7002 192.168.131.102:7003 192.168.131.102:7004 192.168.131.102:7005  192.168.131.102:7006

说明：

redis集群至少需要3个主节点，每个主节点有一个从节点总共6个节点

replicas指定为1表示每个主节点有一个从节点

注意：

如果执行时报如下错误：

[ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0

解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，如果不行则说明现在创建的结点包括了旧集群的结点信息，需要删除redis的持久化文件后再重启redis，比如：appendonly.aof、dump.rdb

创建集群输出如下：

>>> Creating cluster
Connecting to node 192.168.101.3:7001: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7002: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7003: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7004: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7005: OK
Connecting to node 192.168.101.3:7006: OK
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Using 3 masters:
192.168.101.3:7001
192.168.101.3:7002
192.168.101.3:7003
Adding replica 192.168.101.3:7004 to 192.168.101.3:7001
Adding replica 192.168.101.3:7005 to 192.168.101.3:7002
Adding replica 192.168.101.3:7006 to 192.168.101.3:7003
M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7001slots:0-5460 (5461 slots) master
M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 192.168.101.3:7002slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 192.168.101.3:7003slots:10923-16383 (5461 slots) master
S: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8 192.168.101.3:7004replicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4
S: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5 192.168.101.3:7005replicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841
S: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54 192.168.101.3:7006replicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different config epoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
Waiting for the cluster to join...
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.101.3:7001)
M: cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7001slots:0-5460 (5461 slots) master
M: 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841 192.168.101.3:7002slots:5461-10922 (5462 slots) master
M: 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65 192.168.101.3:7003slots:10923-16383 (5461 slots) master
M: 69d94b4963fd94f315fba2b9f12fae1278184fe8 192.168.101.3:7004slots: (0 slots) masterreplicates cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4
M: d2421a820cc23e17a01b597866fd0f750b698ac5 192.168.101.3:7005slots: (0 slots) masterreplicates 4e7c2b02f0c4f4cfe306d6ad13e0cfee90bf5841
M: 444e7bedbdfa40714ee55cd3086b8f0d5511fe54 192.168.101.3:7006slots: (0 slots) masterreplicates 1a8420896c3ff60b70c716e8480de8e50749ee65
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.

查询集群信息：

集群创建成功登陆任意redis结点查询集群中的节点情况。

客户端以集群方式登陆：

说明：

./redis-cli -c -h 192.168.101.3 -p 7001 ，其中-c表示以集群方式连接redis，-h指定ip地址，-p指定端口号

cluster nodes 查询集群结点信息

cluster info 查询集群状态信息

添加主节点：

集群创建成功后可以向集群中添加节点，下面是添加一个master主节点

添加7007结点，参考集群结点规划章节添加一个“7007”目录作为新节点。

执行下边命令：

./redis-trib.rb add-node 192.168.101.3:7007 192.168.101.3:7001

查看集群结点发现7007已添加到集群中：

hash槽重新分配：

添加完主节点需要对主节点进行hash槽分配这样该主节才可以存储数据。

redis集群有16384个槽，集群中的每个结点分配自已槽，通过查看集群结点可以看到槽占用情况。

给刚添加的7007结点分配槽：

第一步：连接上集群

./redis-trib.rb reshard 192.168.101.3:7001（连接集群中任意一个可用结点都行）

第二步：输入要分配的槽数量

输入 500表示要分配500个槽

第三步：输入接收槽的结点id

这里准备给7007分配槽，通过cluster nodes查看7007结点id为15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

输入：15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

第四步：输入源结点id

这里输入all

第五步：输入yes开始移动槽到目标结点id

添加从节点：

集群创建成功后可以向集群中添加节点，下面是添加一个slave从节点。

添加7008从结点，将7008作为7007的从结点。

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id 主节点id 添加节点的ip和端口 集群中已存在节点ip和端口

执行如下命令：

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 192.168.101.3:7008 192.168.101.3:7001

cad9f7413ec6842c971dbcc2c48b4ca959eb5db4 是7007结点的id，可通过cluster nodes查看。

注意：如果原来该结点在集群中的配置信息已经生成cluster-config-file指定的配置文件中（如果cluster-config-file没有指定则默认为nodes.conf），这时可能会报错：

[ERR] Node XXXXXX is not empty. Either the node already knows other nodes (check with CLUSTER NODES) or contains some key in database 0

解决方法是删除生成的配置文件nodes.conf，删除后再执行./redis-trib.rb add-node指令

查看集群中的结点，刚添加的7008为7007的从节点：

删除结点：

./redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7005 4b45eb75c8b428fbd77ab979b85080146a9bc017

删除已经占有hash槽的结点会失败，报错如下：

[ERR] Node 127.0.0.1:7005 is not empty! Reshard data away and try again.

需要将该结点占用的hash槽分配出去（参考hash槽重新分配章节）。

jedisCluster

测试代码:

// 连接redis集群@Testpublic void testJedisCluster() {JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();// 最大连接数config.setMaxTotal(30);// 最大连接空闲数config.setMaxIdle(2);//集群结点Set<HostAndPort> jedisClusterNode = new HashSet<HostAndPort>();jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7001));jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7002));jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7003));jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7004));jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7005));jedisClusterNode.add(new HostAndPort("192.168.101.3", 7006));JedisCluster jc = new JedisCluster(jedisClusterNode, config);JedisCluster jcd = new JedisCluster(jedisClusterNode);jcd.set("name", "zhangsan");String value = jcd.get("name");System.out.println(value);}

使用spring:

配置applicationContext.xml

<!-- 连接池配置 --><bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig"><!-- 最大连接数 --><property name="maxTotal" value="30" /><!-- 最大空闲连接数 --><property name="maxIdle" value="10" /><!-- 每次释放连接的最大数目 --><property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" /><!-- 释放连接的扫描间隔（毫秒） --><property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" /><!-- 连接最小空闲时间 --><property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" /><!-- 连接空闲多久后释放, 当空闲时间>该值 且 空闲连接>最大空闲连接数 时直接释放 --><property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" /><!-- 获取连接时的最大等待毫秒数,小于零:阻塞不确定的时间,默认-1 --><property name="maxWaitMillis" value="1500" /><!-- 在获取连接的时候检查有效性, 默认false --><property name="testOnBorrow" value="true" /><!-- 在空闲时检查有效性, 默认false --><property name="testWhileIdle" value="true" /><!-- 连接耗尽时是否阻塞, false报异常,ture阻塞直到超时, 默认true --><property name="blockWhenExhausted" value="false" /></bean>    <!-- redis集群 --><bean id="jedisCluster" class="redis.clients.jedis.JedisCluster"><constructor-arg index="0"><set><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7001"></constructor-arg></bean><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7002"></constructor-arg></bean><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7003"></constructor-arg></bean><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7004"></constructor-arg></bean><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7005"></constructor-arg></bean><bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort"><constructor-arg index="0" value="192.168.101.3"></constructor-arg><constructor-arg index="1" value="7006"></constructor-arg></bean></set></constructor-arg><constructor-arg index="1" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg></bean>

测试代码:

private ApplicationContext applicationContext;@Beforepublic void init() {applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:applicationContext.xml");}//redis集群@Testpublic void testJedisCluster() {JedisCluster jedisCluster = (JedisCluster) applicationContext.getBean("jedisCluster");jedisCluster.set("name", "zhangsan");String value = jedisCluster.get("name");System.out.println(value);}