# 3.Redis哨兵
Redis提供了哨兵（Sentinel）机制来实现主从集群的自动故障恢复。
## 3.1.哨兵原理
### 3.1.1.集群结构和作用
哨兵的结构如图：
哨兵的作用如下：
– **监控**：Sentinel 会不断检查您的master和slave是否按预期工作
– **自动故障恢复**：如果master故障，Sentinel会将一个slave提升为master。当故障实例恢复后也以新的master为主
– **通知**：Sentinel充当Redis客户端的服务发现来源，当集群发生故障转移时，会将最新信息推送给Redis的客户端
### 3.1.2.集群监控原理
Sentinel基于心跳机制监测服务状态，每隔1秒向集群的每个实例发送ping命令：
•主观下线：如果某sentinel节点发现某实例未在规定时间响应，则认为该实例**主观下线**。
•客观下线：若超过指定数量（quorum）的sentinel都认为该实例主观下线，则该实例**客观下线**。quorum值最好超过Sentinel实例数量的一半。
### 3.1.3.集群故障恢复原理
一旦发现master故障，sentinel需要在salve中选择一个作为新的master，选择依据是这样的：
– 首先会判断slave节点与master节点断开时间长短，如果超过指定值（down-after-milliseconds * 10）则会排除该slave节点
– 然后判断slave节点的slave-priority值，越小优先级越高，如果是0则永不参与选举
– 如果slave-prority一样，则判断slave节点的offset值，越大说明数据越新，优先级越高
– 最后是判断slave节点的运行id大小，越小优先级越高。
当选出一个新的master后，该如何实现切换呢？
流程如下：
– sentinel给备选的slave1节点发送slaveof no one命令，让该节点成为master
– sentinel给所有其它slave发送slaveof 192.168.150.101 7002 命令，让这些slave成为新master的从节点，开始从新的master上同步数据。
– 最后，sentinel将故障节点标记为slave，当故障节点恢复后会自动成为新的master的slave节点
### 3.1.4.小结
Sentinel的三个作用是什么？
– 监控
– 故障转移
– 通知
Sentinel如何判断一个redis实例是否健康？
– 每隔1秒发送一次ping命令，如果超过一定时间没有相向则认为是主观下线
– 如果大多数sentinel都认为实例主观下线，则判定服务下线
故障转移步骤有哪些？
– 首先选定一个slave作为新的master，执行slaveof no one
– 然后让所有节点都执行slaveof 新master
– 修改故障节点配置，添加slaveof 新master
## 3.3.RedisTemplate
在Sentinel集群监管下的Redis主从集群，其节点会因为自动故障转移而发生变化，Redis的客户端必须感知这种变化，及时更新连接信息。Spring的RedisTemplate底层利用lettuce实现了节点的感知和自动切换。
### 3.3.2.引入依赖
在项目的pom文件中引入依赖：
<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency>
### 3.3.3.配置Redis地址
然后在配置文件application.yml中指定redis的sentinel相关信息：
spring:redis:sentinel:master: mymasternodes:- 192.168.150.101:27001- 192.168.150.101:27002- 192.168.150.101:27003
### 3.3.4.配置读写分离
在项目的启动类中，添加一个新的bean：
@Beanpublic LettuceClientConfigurationBuilderCustomizer clientConfigurationBuilderCustomizer(){return clientConfigurationBuilder -> clientConfigurationBuilder.readFrom(ReadFrom.REPLICA_PREFERRED);}
这个bean中配置的就是读写策略，包括四种：
– MASTER：从主节点读取
– MASTER_PREFERRED：优先从master节点读取，master不可用才读取replica
– REPLICA：从slave（replica）节点读取
– REPLICA _PREFERRED：优先从slave（replica）节点读取，所有的slave都不可用才读取master
# 4.Redis分片集群
## 4.1.搭建分片集群
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
使用分片集群可以解决上述问题，如图:
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
## 4.2.散列插槽
### 4.2.1.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{itcast}num，则根据itcast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。
如图，在7001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103节点。到了7003后，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
### 4.2.1.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
## 4.3.集群伸缩
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：
比如，添加节点的命令：
### 4.3.1.需求分析
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7004
– 添加7004到之前的集群，并作为一个master节点
– 给7004节点分配插槽，使得num这个key可以存储到7004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
### 4.3.2.创建新的redis实例
创建一个文件夹：mkdir 7004拷贝配置文件：cp redis.conf /7004修改配置文件：sed /s/6379/7004/g 7004/redis.conf启动redis-server 7004/redis.conf
### 4.3.3.添加新节点到redis
添加节点的语法如下：
执行命令：redis-cli --cluster add-node 192.168.150.101:7004 192.168.150.101:7001通过命令查看集群状态：redis-cli -p 7001 cluster nodes
如图，7004加入了集群，并且默认是一个master节点：
但是，可以看到7004节点的插槽数量为0，因此没有任何数据可以存储到7004上
### 4.3.4.转移插槽
我们要将num存储到7004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7001转移到7004，命令格式如下：
具体命令如下：
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