Redis高级应用 |
您所在的位置:网站首页 › redis集群存储数据策略是什么 › Redis高级应用 |
Redis高级应用——海量数据高并发下Reids的分片集群,原理和应用,集群伸缩以及项目配置 Reids海量数据,高并发问题 认识Redis集群算法Redis的集群:哨兵集群 + Redis主从复制,分片集群 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分片集群需要的节点数量较多,这里我们搭建一个最小的分片集群,包含3个master节点,每个master包含一个slave节点。 Redis集群算法的演变: 一致性Hash算法:依赖Hash插槽,取值:0 - 16383 虚拟节点一致性Hash算法: 分片集群需要的节点数量较多,这里我们搭建一个最小的分片集群,包含3个master节点,每个master包含一个slave节点。 这里我们会在同一台虚拟机中开启6个redis实例,模拟分片集群,信息如下: IPPORT角色192.168.3.1116310master192.168.3.1116320master192.168.3.1116330master192.168.3.1117310slave192.168.3.1117320slave192.168.3.1117330slave 搭建Redis分片集群 准备实例创建出6310、6320、6330、7310、7320、7330目录 ps -ef | grep redis kill -9 xx bb cc #docker stop myredis mkdir -p /redis/cluster cd cluster mkdir 6310 6320 6330 7310 7320 7330 mkdir tmp在/redis/cluster下准备一个新的redis.conf文件,内容如下:(先创建tmp目录,在其下创建6310-7330) 将这个文件拷贝到每个目录下: # 进入/redis/cluster cd /redis/cluster # 执行拷贝 echo 6310 6320 6330 7310 7320 7330 | xargs -t -n 1 cp redis.conf修改每个目录下的redis.conf,将其中的6379修改为与所在目录一致: # 进入/redis/cluster cd /redis/cluster # 修改配置文件 printf '%s\n' 6310 6320 6330 7310 7320 7330 | xargs -I{} -t sed -i 's/6379/{}/g' {}/redis.confRedis是基于C语言编写的,因此首先需要安装Redis所需要的gcc依赖: yum install -y gcc tcl官网提供了Linux版的Redis下载:https://download.redis.io/releases/ 上传压缩包redis-6.2.7.tar.gz到任意目录,如,/root/redis-6.2.7.tar.gz 解压缩: tar -xzf redis-6.2.7.tar.gz进入redis目录: cd redis-6.2.7运行编译命令: make && make install如果没有出错,应该就安装成功了。 默认的安装路径是在 /usr/local/bin目录下: 该目录以及默认配置到环境变量,因此可以在任意目录下运行这些命令。其中: redis-cli:是redis提供的命令行客户端redis-server:是redis的服务端启动脚本redis-sentinel:是redis的哨兵启动脚本 启动因为已经配置了后台启动模式,所以可以直接启动服务:(注意:需要创建tmp目录、6310-7330目录) # 进入/redis/cluster cd /redis/cluster # 一键启动所有服务 printf '%s\n' 6310 6320 6330 7310 7320 7330 | xargs -I{} -t redis-server {}/redis.conf发现服务都已经正常启动: 如果要关闭所有进程,可以执行命令: 如果要关闭所有进程,可以执行命令: printf '%s\n' 6310 6320 6330 7310 7320 7330 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown 创建集群虽然服务启动了,但是目前每个服务之间都是独立的,没有任何关联。 我们需要执行命令来创建集群,在Redis5.0之前创建集群比较麻烦,5.0之后集群管理命令都集成到了redis-cli中。 我们使用的是Redis6.2.7版本,集群管理以及集成到了redis-cli中,格式如下: redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.3.111:6310 192.168.3.111:6320 192.168.3.111:6330 192.168.3.111:7310 192.168.3.111:7320 192.168.3.111:7330命令说明: redis-cli --cluster或者./redis-trib.rb:代表集群操作命令create:代表是创建集群--replicas 1或者--cluster-replicas 1 :指定集群中每个master的副本个数为1,此时节点总数 ÷ (replicas + 1) 得到的就是master的数量。因此节点列表中的前n个就是master,其它节点都是slave节点,随机分配到不同master运行后的样子: 这里输入yes,则集群开始创建: 通过命令可以查看集群状态: redis-cli -p 6310 cluster nodes尝试连接6310节点,存储一个数据: # 连接(测试,看不到节点切换,需要带上-c 表示操作集群节点) redis-cli -c -p 6310 # 存储数据 set num 123 # 读取数据 get num # 再次存储 set a 1集群操作时,需要给redis-cli加上-c参数才可以: 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 插槽原理Redis会把每一个master节点映射到0~16383共16384个插槽(hash slot)上,查看集群信息时就能看到。 数据key不是与节点绑定,而是与插槽绑定。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都是有效部分例如:key是num,那么就根据num计算,如果是{pet}num,则根据pet计算。计算方式是利用CRC16算法得到一个hash值,然后对16384取余,得到的结果就是slot值。 比如:在6310这个节点执行set a 1时,对a做hash运算,对16384取余,得到的结果是15495,因此要存储到6330节点。 在6330节点,执行get num时,对num做hash运算,对16384取余,得到的结果是2765,因此需要切换到7001节点 小结Redis如何判断某个key应该在哪个实例? 将16384个插槽分配到不同的实例根据key的有效部分计算哈希值,对16384取余余数作为插槽,寻找插槽所在实例即可如何将同一类数据固定的保存在同一个Redis实例? 这一类数据使用相同的有效部分,例如key都以{typeId}为前缀user:name 18user:age 20 认识集群伸缩集群:横向扩展,水平扩展 redis-cli —cluster提供了很多操作集群的命令,可以通过下面方式查看: 需求:向集群中添加一个新的master节点,并向其中存储 num = 10 启动一个新的redis实例,端口为6340添加6340到之前的集群,并作为一个master节点给6340节点分配插槽,使得num这个key可以存储到6340实例这里需要两个新的功能: 添加一个节点到集群中将部分插槽分配到新插槽 创建新的redis实例创建一个文件夹: mkdir 6340拷贝配置文件: cp redis.conf 6340修改配置文件: 把 6379 改成 6340启动 redis-server 6340/redis.conf 添加新节点到redis集群添加节点的语法如下: 执行命令: redis-cli --cluster add-node 192.168.3.111:6340 192.168.3.111:6310通过命令查看集群状态: redis-cli -p 6310 cluster nodes如图,6340加入了集群,并且默认是一个master节点: 但是,可以看到6340节点的插槽数量为0,因此没有任何数据可以存储到6340上 转移插槽我们要将num存储到6340节点,因此需要先看看num的插槽是多少: 如上图所示,num的插槽为2765. 我们可以将0~3000的插槽从6310转移到6340,命令格式如下: 具体命令如下: 建立连接: redis-cli --cluster reshard 192.168.3.111:6310得到下面的反馈: 询问要移动多少个插槽,我们计划是3000个: 新的问题来了: 哪个node来接收这些插槽?? 显然是6340,那么6340节点的id是多少呢? 复制这个id,然后拷贝到刚才的控制台后: 这里询问,你的插槽是从哪里移动过来的? all:代表全部,也就是三个节点各转移一部分具体的id:目标节点的iddone:没有了这里我们要从6310获取,因此填写6310的id: 填完后,点击done,这样插槽转移就准备好了: 确认要转移吗?输入yes: 然后,通过命令查看结果: redis-cli -p 6310 cluster nodes可以看到: 当集群中有一个master宕机会发生什么呢? 直接停止一个redis实例,例如6320: redis-cli -p 6320 shutdown1)首先是该实例与其它实例失去连接 # 查看集群状态命令 redis-cli -p 6310 cluster nodes2)然后是疑似宕机: 3)最后是确定下线,自动提升一个slave为新的master: 4)当6320再次启动,就会变为一个slave节点了: RedisTemplate底层同样基于lettuce实现了分片集群的支持,而使用的步骤与哨兵模式基本一致: 1)引入redis的starter依赖 2)配置分片集群地址 3)配置读写分离 @Bean public LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer(){ return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED); }与哨兵模式相比,其中只有分片集群的配置方式略有差异,如下: spring: redis: cluster: nodes: - 192.168.7.81:6310 - 192.168.7.81:6320 - 192.168.7.81:6330 - 192.168.7.81:7310 - 192.168.7.81:7320 - 192.168.7.81:7330 缓存三兄弟:缓存击穿、穿透、雪崩 缓存击穿缓存击穿:redis中没有,但是数据库有 顺序:先查缓存,判断缓存是否存在;如果缓存存在,直接返回数据;如果缓存不存在,則查询数据库,将数据库的数据存入到缓存 解决方案:将热点数据设置过期时间长一点;针对数据库的热点访问方法上分布式锁; 缓存穿透缓存穿透:redis中没有,数据库也没有 解决方案: (1)将不存在的key,在redis设置值为null; (2)使用布隆过滤器; 原理:https://zhuanlan.zhihu.com/p/616911933 布隆过滤器: 如果确认key不存在于redis中,那么就一定不存在; 它说key存在,就有可能存在,也可能不存在! (误差) 布隆过滤器 1、根据配置类中的 key的数量 ,误差率,计算位图数组【二维数组】 2、通过布隆过滤器存放key的时候,会计算出需要多少个hash函数,由hash函数算出多少个位图位置需要设定为1 3、查询时,根据对应的hash函数,判断对应的位置值是否都为1;如果有位置为0,则表示key一定不存在于该redis服务器中;如果全部位置都为1,则表示key可能存在于redis服务器中; 缓存雪崩缓存雪崩: Redis的缓存雪崩是指当Redis中大量缓存数据同时失效或者被清空时,大量的请求会直接打到数据库上,导致数据库瞬时压力过大,甚至宕机的情况。 造成缓存雪崩的原因主要有两个: 1.相同的过期时间:当Redis中大量的缓存数据设置相同的过期时间时,这些数据很可能会在同一时间点同时失效,导致大量请求直接打到数据库上。 2.缓存集中失效:当服务器重启、网络故障等因素导致Redis服务不可用,且缓存数据没有自动进行容错处理,当服务恢复时大量的数据同时被重新加载到缓存中,也会导致大量请求直接打到数据库上。 预防缓存雪崩的方法主要有以下几种: 1.设置不同的过期时间:可以将缓存数据的过期时间分散开,避免大量缓存数据在同一时间点失效。 2.使用加锁:可以将所有请求都先进行加锁操作,当某个请求去查询数据库时,如果还没有加载到缓存中,则只让单个线程去执行加载操作,其他线程等待该线程完成后再次进行判断,避免瞬间都去访问数据库从而引起雪崩。 3.提前加载预热:在系统低峰期,可以提前将部分热点数据加载到缓存中,这样可以避免在高峰期缓存数据失效时全部打到数据库上。 4.使用多级缓存:可以在Redis缓存之上再使用一层缓存,例如本地缓存等,当Redis缓存失效时,还能够从本地缓存中获取数据,避免直接打到数据库上。 本地缓存:ehcache oscache spring自带缓存 持久层框架的缓存 总结Redis高级应用——海量数据高并发下Reids的分片集群,原理和应用,集群伸缩以及项目配置 |
今日新闻 |
推荐新闻 |
CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |