Redis單機及其叢集的搭建

耗子搞IT發表於2016-03-17
Redis

一、單機版redeis

1.安裝包下載

http://download.redis.io/releases/ 下載redis的壓縮包，並放在/usr/soft資料夾下

2.解壓壓縮包：

 tar -zxf redis-3.0.7.tar.gz

3.安裝

這裡安裝redis在/usr/local/redis資料夾中

進入安裝包：cd /usr/soft/redis-3.0.7，執行命令

make PREFIX=/usr/local/redis/ install

安裝成功後

redis.conf是redis的配置檔案，redis.conf在redis原始碼目錄。注意修改port作為redis程式的埠,port預設6379。

4.在安裝目錄中建立目錄conf,將redis源安裝檔案中的redis.cinf拷貝到redis的安裝目錄中

 cp /usr/soft/redis-3.0.7/redis.conf  /usr/local/redis/bin/

5.redis啟動

直接執行./redis-server 是前臺啟動，在關閉執行的視窗後redis也將關閉

為了關閉視窗後不關閉redis，需要使用後臺啟動

5.1修改redis.conf的daemonize的no為yes

使用以下命令啟動

./redis-server redis.conf

6.檢測redis是否執行正常

6.1使用 ps -ef|grep redis 檢視程式

6.2使用redis的客戶端檢視

當輸入ping命令時，返回PONG就表示連線正常

7.通過jedis連線redis單機

需要的依賴

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

可以使用以下程式碼測試

    /**
     * jedis測試 單機版
     */
    @Test
    public void testJedisSingle(){
        Jedis jedis = new Jedis("192.168.198.130", 6379);
        jedis.set("test", "this i a test");
        String str  = jedis.get("test");
        System.out.println("---:"+str);
        //關閉jedis的連結
        jedis.close();
    }

    /**
     * 使用連線池
     */
    @Test
    public void testJedisPool(){
        JedisPool jedisPool = new JedisPool("192.168.198.130", 6379);
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String str = jedis.get("test");
        System.out.println("---:"+str);
        jedis.close();
    }

8. jedis與spring整合

新增配置檔案applicationContext-jedis.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.0.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util-4.0.xsd">
    <!-- 讀取jedis配置檔案； 這裡可以不用配置，-dao已經配置了掃描配置檔案 -->
    <!-- <context:property-placeholder location="classpath:/properties/*.properties"/> -->
    <!-- 連線池配置 -->
    <bean id="jedisPoolConfig">
        <!-- 最大連線數 -->
        <property name="maxTotal" value="30" />
        <!-- 最大空閒連線數 -->
        <property name="maxIdle" value="10" />
        <!-- 每次釋放連線的最大數目 -->
        <property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
        <!-- 釋放連線的掃描間隔（毫秒） -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
        <!-- 連線最小空閒時間 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
        <!-- 連線空閒多久後釋放, 當空閒時間>該值 且 空閒連線>最大空閒連線數 時直接釋放 -->
        <property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
        <!-- 獲取連線時的最大等待毫秒數,小於零:阻塞不確定的時間,預設-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="1500" />
        <!-- 在獲取連線的時候檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testOnBorrow" value="true" />
        <!-- 在空閒時檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testWhileIdle" value="true" />
        <!-- 連線耗盡時是否阻塞, false報異常,ture阻塞直到超時, 預設true -->
        <property name="blockWhenExhausted" value="false" />
    </bean>    
    <!--jedis客戶端單機版 -->
     <bean id="redisClient">
        <constructor-arg name="host" value="${JEDIS_HOST}"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="port" value="6379"></constructor-arg>
        <constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg>
    </bean>  
    <bean id="redisClientDao"></bean> <!--定義自己定義的jedis工具類-->
</beans>

測試

    /**
     * 結合spring的redis單機版測試
     */
    @Test
    public void testSpringSingle(){
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:/spring/applicationContext-*.xml");
        JedisPool jedisPool = (JedisPool)context.getBean("redisClient");
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        jedis.set("key1", "1111");
        String str = jedis.get("key1");
        System.out.println("--:"+str);
        jedis.close();
        jedisPool.close();
    }

這裡可是自己封裝一個工具類

package com.taotao.rest.dao.impl;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;

import com.taotao.rest.dao.JedisClient;

/**
 * 在配置檔案中註解
 * 
 * @author Administrator
 *
 */
public class JedisClientSingle implements JedisClient {

    @Autowired
    private JedisPool jedisPool;

    @Override
    public String get(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String str = jedis.get(key);
        jedis.close();
        return str;
    }

    @Override
    public String set(String key, String value) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String str = jedis.set(key, value);
        jedis.close();
        return str;
    }

    @Override
    public String hget(String hkey, String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        String str = jedis.hget(hkey, key);
        jedis.close();
        return str;
    }

    @Override
    public Long hset(String hkey, String key, String value) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.hset(hkey, key, value);
        jedis.close();
        return result;
    }

    @Override
    public long incr(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.incr(key);
        jedis.close();
        return result;
    }

    @Override
    public long expire(String key, int seconds) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.expire(key, seconds);
        jedis.close();
        return result;
    }

    @Override
    public long ttl(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.ttl(key);
        return result;
    }

    @Override
    public long del(String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.del(key);
        return result;
    }

    @Override
    public long hdel(String hkey, String key) {
        Jedis jedis = jedisPool.getResource();
        Long result = jedis.hdel(hkey, key);
        return result;
    }

}

二、叢集版redis搭建

1.1. 叢集原理

1.1.1. redis-cluster架構圖

架構細節:

(1)所有的redis節點彼此互聯(PING-PONG機制),內部使用二進位制協議優化傳輸速度和頻寬.

(2)節點的fail是通過叢集中超過半數的節點檢測失效時才生效.

(3)客戶端與redis節點直連,不需要中間proxy層.客戶端不需要連線叢集所有節點,連線叢集中任何一個可用節點即可

(4)redis-cluster把所有的物理節點對映到[0-16383]slot上,cluster 負責維護node<->slot<->value

Redis 叢集中內建了 16384 個雜湊槽，當需要在 Redis 叢集中放置一個 key-value 時，redis 先對 key 使用 crc16 演算法算出一個結果，然後把結果對 16384 求餘數，這樣每個 key 都會對應一個編號在 0-16383 之間的雜湊槽，redis 會根據節點數量大致均等的將雜湊槽對映到不同的節點

1.1.2. redis-cluster投票:容錯

(1)領著投票過程是叢集中所有master參與,如果半數以上master節點與master節點通訊超過(cluster-node-timeout),認為當前master節點掛掉.

(2):什麼時候整個叢集不可用(cluster_state:fail)?

a:如果叢集任意master掛掉,且當前master沒有slave.叢集進入fail狀態,也可以理解成叢集的slot對映[0-16383]不完成時進入fail狀態. ps : redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage引數,預設關閉,開啟叢集相容部分失敗.

b:如果叢集超過半數以上master掛掉，無論是否有slave叢集進入fail狀態.

ps:當叢集不可用時,所有對叢集的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)錯誤

2.安裝ruby環境

redis叢集管理工具redis-trib.rb依賴ruby環境，首先需要安裝ruby環境：

安裝ruby

yum install ruby
yum install rubygems

安裝ruby和redis的介面程式（需要安裝檔案redis-3.0.0.gem）

拷貝redis-3.0.0.gem至/usr/local下

執行：

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

3.叢集節點的規劃

這裡在同一臺伺服器用不同的埠表示不同的redis伺服器，如下：

主節點：192.168.198.130:7001 192.168.198.130:7002 192.168.198.130:7003

從節點：192.168.198.130:7004 192.168.198.130:7005 192.168.198.130:7006

在/usr/local下建立redis-cluster目錄，其下建立7001、7002。。7006目錄，如下

將redis安裝目錄bin下的檔案拷貝到每個700X目錄內，同時修改每個的redis.conf中的埠為7001-7006，同時釋放出redis.conf中的註釋的

同時將redis原始碼目錄src下的redis-trib.rb拷貝到redis-cluster目錄下

[root@localhost redis-cluster]# cp /usr/soft/redis-3.0.7/src/redis-trib.rb /usr/local/redis-cluster/

使用後臺啟動的方式啟動每個redis

執行redis-trib.rb，此指令碼是ruby指令碼，它依賴ruby環境

./redis-trib.rb create --replicas 1 192.168.198.130:7001 192.168.198.130:7002 192.168.198.130:7003 192.168.198.130:7004 192.168.198.130:7005  192.168.198.130:7006    //叢集中redis的ip和指令碼

啟動成功後如下圖

如果執行時報如下錯誤：

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

解決方法是刪除生成的配置檔案nodes.conf，如果不行則說明現在建立的結點包括了舊叢集的結點資訊，需要刪除redis的持久化檔案後再重啟redis，比如：appendonly.aof、dump.rdb

使用客戶端進行連結測試

其中-c表示要連結到叢集  必須使用這個引數 

檢視叢集狀態資訊

4.新增主節點
下面新增7007為master主節點

修改redis.conf中的埠為7007，並啟動7007
執行命令
./redis-trib.rb add-node  192.168.198.130:7007 192.168.198.130:7001
執行成功結果

檢視情況

5.hash槽重新分配 從上圖我們可以看到7007還沒有分配槽
5.1連線上叢集
./redis-trib.rb reshard 192.168.198.130:7001（連線叢集中任意一個可用結點都行）

 5.2第二步：輸入要分配的槽數量

輸入 500表示要分配500個槽

5.3第三步：輸入接收槽的結點id

這裡準備給7007分配槽，通過cluster nodes檢視7007結點id為15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

輸入：15b809eadae88955e36bcdbb8144f61bbbaf38fb

5.4第四步：輸入源結點id

這裡輸入all

5.5第五步：輸入yes開始移動槽到目標結點id

分配成功後可以檢視對應的資訊

6.新增從節點

叢集建立成功後可以向叢集中新增節點，下面是新增一個slave從節點。新增7008從結點，將7008作為7007的從結點。

./redis-trib.rb add-node –slave –master-id 主節點id 新增節點的ip和埠 叢集中已存在節點ip和埠

執行命令（7007的id可以通過連線客戶端使用cluster nodes檢視）

./redis-trib.rb add-node --slave --master-id db786026ed607786d6db1aaab94fd73d1ac3c8f4  192.168.198.130:7008 192.168.198.130:7001

注意：如果原來該結點在叢集中的配置資訊已經生成cluster-config-file指定的配置檔案中（如果cluster-config-file沒有指定則預設為nodes.conf），這時可能會報錯：

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

解決方法是刪除生成的配置檔案nodes.conf，刪除後再執行./redis-trib.rb add-node指令

檢視分配情況

7.刪除節點

./redis-trib.rb del-node 節點的ip：埠  節點id

這是刪除會報錯，需要將該結點佔用的hash槽分配出去（參考hash槽重新分配章節）

8.java測試

@Test
    public void testJedisCluster(){
        HashSet<HostAndPort> nodes = new HashSet<HostAndPort>();
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7001));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7002));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7003));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7004));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7005));
        nodes.add(new HostAndPort("192.168.198.130", 7006));
        JedisCluster cluster = new JedisCluster(nodes);
        cluster.set("jedisClusterKey", "hello_world");
        String str = cluster.get("jedisClusterKey");
        System.out.println("---:"+str);
        //關閉連線
        cluster.close();
    }

使用spring

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
    xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context" xmlns:p="http://www.springframework.org/schema/p"
    xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop" xmlns:tx="http://www.springframework.org/schema/tx"
    xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
    xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/context http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/aop http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.0.xsd http://www.springframework.org/schema/tx http://www.springframework.org/schema/tx/spring-tx-4.0.xsd
    http://www.springframework.org/schema/util http://www.springframework.org/schema/util/spring-util-4.0.xsd">
    <!-- 讀取jedis配置檔案； 這裡可以不用配置，-dao已經配置了掃描配置檔案 -->
    <!-- <context:property-placeholder location="classpath:/properties/*.properties"/> -->
    <!-- 連線池配置 -->
    <bean id="jedisPoolConfig">
        <!-- 最大連線數 -->
        <property name="maxTotal" value="30" />
        <!-- 最大空閒連線數 -->
        <property name="maxIdle" value="10" />
        <!-- 每次釋放連線的最大數目 -->
        <property name="numTestsPerEvictionRun" value="1024" />
        <!-- 釋放連線的掃描間隔（毫秒） -->
        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
        <!-- 連線最小空閒時間 -->
        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="1800000" />
        <!-- 連線空閒多久後釋放, 當空閒時間>該值 且 空閒連線>最大空閒連線數 時直接釋放 -->
        <property name="softMinEvictableIdleTimeMillis" value="10000" />
        <!-- 獲取連線時的最大等待毫秒數,小於零:阻塞不確定的時間,預設-1 -->
        <property name="maxWaitMillis" value="1500" />
        <!-- 在獲取連線的時候檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testOnBorrow" value="true" />
        <!-- 在空閒時檢查有效性, 預設false -->
        <property name="testWhileIdle" value="true" />
        <!-- 連線耗盡時是否阻塞, false報異常,ture阻塞直到超時, 預設true -->
        <property name="blockWhenExhausted" value="false" />
    </bean>    
    <bean id="redisClientClusterDao"></bean>
    <!-- redis叢集 -->
    <bean id="redisCluster">
        <constructor-arg name="nodes">
            <set>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7001"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7002"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7003"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7004"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7005"></constructor-arg>
                </bean>
                <bean>
                    <constructor-arg name="host" value="192.168.198.130"></constructor-arg>
                    <constructor-arg name="port" value="7006"></constructor-arg>
                </bean>
            </set>
        </constructor-arg>
        <constructor-arg name="poolConfig" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg>
    </bean> 
</beans>

測試程式碼

    /**
     * 結合spring的jedis叢集版
     */
    @Test
    public void testSpringJedisCluster(){
        ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("classpath:/spring/applicationContext-*.xml");
        JedisCluster jedisCluster = (JedisCluster)context.getBean(JedisCluster.class);
        jedisCluster.set("key2", "3333");
        String str = jedisCluster.get("key2");
        System.out.println("--:"+str);
        jedisCluster.close();
    }

封裝的工具類

package com.taotao.rest.dao.impl;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import redis.clients.jedis.JedisCluster;

import com.taotao.rest.dao.JedisClient;

/**
 * 叢集不用jedisCluster.close();  否則下次不能連線
 * @author Administrator
 *
 */
public class JedisClientCluster implements JedisClient{

    @Autowired
    private JedisCluster jedisCluster;
    @Override
    public String get(String key) {
        String str = jedisCluster.get(key);
        return str;
    }

    @Override
    public String set(String key, String value) {
        String str = jedisCluster.set(key, value);
        return str;
    }

    @Override
    public String hget(String hkey, String key) {
        return jedisCluster.hget(hkey, key);
    }

    @Override
    public Long hset(String hkey, String key, String value) {
        return jedisCluster.hset(hkey, key, value);
    }

    @Override
    public long incr(String key) {
        return jedisCluster.incr(key);
    }

    @Override
    public long expire(String key, int seconds) {
        return jedisCluster.expire(key, seconds);
    }

    @Override
    public long ttl(String key) {
        return jedisCluster.ttl(key);
    }

    @Override
    public long del(String key) {
        return jedisCluster.del(key);
    }

    @Override
    public long hdel(String hkey, String key) {
        return  jedisCluster.hdel(hkey, key);
    }
}

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