这几天在看redis集群，之前官方没有集群方案，大多都是twitter的twemproxy和豌豆荚的codis，redis3.x版本开始支持集群。
redis cluster的设计重点是去中心化，去中间件，每个节点都是平等的，都和其他所有节点连接，保存着自己的数据和集群状态。
关注点在性能（p2p而非proxy方式、异步复制、客户端重定向，牺牲了部分一致性）、水平扩展（1000节点）、可用性（之前高可用方案是redis sentinel，集群自动具有监控功能）。
为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点负责数据存取，而从节点通过异步复制的方式（发生写操作时，客户端写入master，master返回ok给client，master更新到slave，问题在于如果第二步后主节点挂掉，那么从节点没来得更新就被选为主节点，会造成数据不一致）从主节点拉取数据，做备份，一旦主节点挂掉，通过选举的方式（其他主节点投票）找出一个从节点做新的主节点，如果没有从节点来接替，集群就会挂掉。
在分片方面，redis cluster将键空间分为16384个哈希槽，同时通过crc16算法来计算key属于哪个槽：HASH_SLOT = CRC16(key) mod 16384，然后将key分配到这个哈希槽所在的节点上。至于哈希槽跟节点的分配，比如三个节点的话，就平均分为三份，节点1覆盖0-5460、节点2覆盖5461-10922、节点3覆盖10923-16383；如果新加入一个节点，那么分配时就会分别从前面3个节点截取相同部分，分配到新节点。
接下来就是详细的配置了（在腾讯云上试的，系统CentOS 7.2 64位）
首先下载redis3.x版本，之前的不支持集群
解压安装
新建集群目录cluster
因为cluster至少要有三个节点才可运行，建六个节点，三主三从，建六个文件夹，7000-7005
将redis.conf文件复制到六个文件夹下，并修改
port 7000 //7000-7005
cluster-enabled yes //开启集群
cluster-config-file nodes.conf //保存节点配置，自动创建，自动更新
cluster-node-timeout 5000 //集群超时时间，节点超过这个时间没反应就断定是宕机
appendonly yes //存储方式，aof，将写操作记录保存到日志中启动六个节点，命令：redis-server redis.conf
查看redis情况，命令：ps -ef|grep redis
redis cluster的集群管理功能没有写到redis代码中，而是用redis-trib的管理脚本，redis-trib依赖ruby和rubygems以及redis的扩展，所以正式建立集群之前要把这三个装上。
yum install ruby
yum install rubygems
gem install redis -v 3.0.0
环境安装完，就可以继续了
./redis-trib.rb create --replicas 1 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005
其中--replicas 1是指每个主节点的从节点数目是1，默认前面的是主节点，这样主节点就是7000-7002，从节点就是7003-7004。
可以查看集群状态，命令 ./redis-trib.rb check 127.0.0.1:7000 //这里可以是集群中的任意一个端口
接下来就是连接集群了，redis-cli是默认客户端工具，-c是连接集群
redis-cli -c -p 7000
set test "hello"
之前提到过分配数据时是通过crc16算法来计算的，所以这个slot=crc16（test）mod 16384，假装slot结果是在5461-10922之间，也就是port7001上。
那么这时集群就会重定向跳转到7001，然后把test存到7001端口。
这时get test，也会跳转到7001。
接下来就是添加删除新的节点了，假如新节点端口是7008和7009，先开启节点。
然后命令，./redis-trib.rb add-node 127.0.0.1:7008127.0.0.1:7000后面的7000可以是集群内任意一个，同上，也同下
节点添加进去默认是master，但这时虽然添加了，但7008并没有分配到slot，slot是0，所以还要手动做迁移（这也算是redis cluster的一个缺点，不能自动发现新节点，不能自动迁移，全都要手动）。
./redis-trib.rb reshard 127.0.0.1:7000 //同上
这时会出现提示，Howdo(from116384)?
16384/4=4096，输入4096
又是提示，Whatis?
前面会有7008的id，挺长的，复制过来
再然后，
PleaseIDs.
Type'all'useasfor.
Type'done'IDs.
Source#1:也就是说slot的源节点从哪些取，可以输入特定id，也可以输入all，即表示从现在所有的主节点平均取，输入all
这样就可以了，7008就覆盖了0-1364,5461-6826,10923-12287，分别从前三个主节点里面取的。
或者直接一条命令
./redis-trib.rb reshard --from <node-id> --to <node-id> --slots <number of slots> --yes <host>:<port>
然后将7009加进去，因为是想让7009做7008的从节点，所以命令有变化：
./redis-trib.rb add-node --slave --master-id (7008id) 127.0.0.1:7009127.0.0.1:7000--slave表示作为从节点加入，--master-id也就是指定他的主节点id。
PS：可在某从节点下通过cluster replicate <new-master-node-id> 使其更换主节点
接下来是删除节点，
./redis-trib.rb del-node 127.0.0.1:7000（7008id）如果7008中有数据，那就要麻烦一点，再重新分片，将7008的slot分配给其他节点，然后再删除。但是如果是删除从节点的话，就不用重新分片。
而剩下的7009会自动给被分配的节点做从节点。
有种情况是宕机了，比如7001死掉了，那么7004会被选举为新的主节点，get test时会跳转到7004，如果后面7001又启动了，那么他会作为7004的从节点。
redis cluster 有几个问题，一是一致性，暂时没看到有什么解决方案，或者client写操作时，更新到slave成功后才给client发ok？可是这样对性能就有影响，尤其当有多个从节点时。
再就是不支持多key操作，如果多个key分配在不同节点上，就会悲剧，看到的解决方法是hash tag方案（即对多个key的相同部分做hash），这样就可以保证他们进的是同一节点。
还有负载均衡，从节点只负责异步备份，负载不均。
参考：Redis集群研究和实践（基于redis 3.0.5）
全面剖析Redis Cluster原理和应用
redis3.0.0 集群安装详细步骤
