Redis分片集群

分片集群是将多个Redis主从结构联合起来，每个主从结构具有一个主实例和多个从实例。Redis的分片集群可以在数据量不断增大的情况下进行水平扩容，将键值放在指定的实例中，以此来降低系统对单主节点的依赖，从而提高Redis服务的读写性能。分片集群的结构图如下。

分片集群的作用

主从和哨兵可以解决高可用、高并发读的问题。但是依然有两个问题没有解决：

• 海量数据存储问题
• 高并发写的问题

哨兵模式本质是依旧是主从模式，在主从模式下我们可以增加slave节点来拓展读并发能力，但是没办法扩展写能力和存储能力。
使用分片集群可以解决上述问题，分片集群特征：

• 集群中有多个master，每个master保存不同数据
• 每个master都可以有多个slave节点
• master之间通过ping监测彼此健康状态
• 客户端请求可以访问集群任意节点，最终都会被转发到正确节点

散列插槽

Redis会把每一个master节点映射到0~16383共16384个插槽(hash slot)上。哈希槽类似于数据分区，每个键值对都会根据它的 key，被映射到一个哈希槽中，具体执行过程分为两大步：

• 根据键值对的key，按照CRC16算法计算一个16bit的值
• 再用16bit值对16384取模，得到0~16383范围内的模数，每个模数代表一个相应编号的哈希槽

每个Redis节点负责处理一部分槽位，假如集群中有master节点ABC，每个节点负责的槽位范围如下：

查看集群信息时就能看到：

注意，数据key不是与节点绑定，而是与插槽绑定。这样绑定的好处是，当集群发生扩容增加节点或者宕机减少了master节点，Redis能够更加方便的将插槽转移到仍然存活的节点上，数据跟随插槽转移，使得我们能够找到原本数据所在的位置。Redis会根据key的有效部分计算插槽值，分两种情况：

• key中包含"{}"，且"{}"中至少包含1个字符，"{}"中的部分是有效部分
• key中不包含"{}"，整个key都是有效部分

第一种情况可以应对如下问题

如上图所示，当连接7001节点时，存入num为key的数据正好散列在7001，看起来操作没有变化。当存入a为key的数据时，它散列在了7003节点上，可以看到重定向的消息。此时已经定向到了7003节点，在该节点获取7001节点存入的num时，又会重定向到7001节点。
需要注意的是：集群操作时，需要给redis-cli加上-c参数才可以，如redis-cli -c -p 7001，否则set方法会报如下错误