Redis集群的高可用测试（含Jedis客户端的使用）

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Redis集群的使用测试（Jedis客户端的使用）
1、  Jedis客户端建议升级到最新版（当前为2.7.3），这样对3.0.x集群有比较好的支持。

https://github.com/xetorthio/jedis

http://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis

2、  直接在Java代码中链接Redis集群：
// 数据库链接池配置
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();  
config.setMaxTotal(100);  
config.setMaxIdle(50);  
config.setMinIdle(20);  
config.setMaxWaitMillis(6 * 1000);  
config.setTestOnBorrow(true);  
// Redis集群的节点集合
Set<HostAndPort> jedisClusterNodes = new HashSet<HostAndPort>();
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.111", 7111));
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.112", 7112));
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.113", 7113));
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.114", 7114));
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.115", 7115));
jedisClusterNodes.add(new HostAndPort("192.168.1.116", 7116));
// 根据节点集创集群链接对象
//JedisCluster jedisCluster = newJedisCluster(jedisClusterNodes);
// 节点，超时时间，最多重定向次数，链接池
JedisCluster jedisCluster = new JedisCluster(jedisClusterNodes, 2000, 100,config);
int num = 1000;
String key = "wusc";
String value = "";
for (int i=1; i <= num; i++){
      // 存数据
      jedisCluster.set(key+i,"WuShuicheng"+i);
      // 取数据
      value= jedisCluster.get(key+i);
      log.info(key+i + "=" + value);
      // 删除数据
      //jedisCluster.del(key+i);
      //value = jedisCluster.get(key+i);
      //log.info(key+i + "=" + value);
}
3、Spring配置Jedis链接Redis3.0集群的配置：
      <!-- Jedis链接池配置，注意：Jedis版本建议升级到最新（当前最新版为2.7.2） -->
      <bean id="jedisPoolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
           <property name="maxTotal" value="100"/>
           <property name="maxIdle" value="20"/>
           <property name="minIdle" value="10"/>
           <property name="blockWhenExhausted" value="true"></property>
           <property name="maxWaitMillis" value="3000" />
           <property name="testOnBorrow" value="false" />
           <property name="testOnReturn" value="false" />
           <property name="testWhileIdle" value="true" />
           <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="60000" />
           <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="30000" />
           <property name="numTestsPerEvictionRun" value="-1" />
      </bean>
      <!-- JedisCluster -->
      <bean id="jedisCluster" class="redis.clients.jedis.JedisCluster">
           <constructor-arg index="0">
                 <set>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.111"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7111"type="int" />
                      </bean>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.112"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7112"type="int" />
                      </bean>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.113"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7113"type="int" />
                      </bean>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.114"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7114"type="int" />
                      </bean>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.115"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7115"type="int" />
                      </bean>
                      <bean class="redis.clients.jedis.HostAndPort">
                            <constructor-arg index="0" value="192.168.1.116"/>
                            <constructor-arg index="1" value="7116"type="int" />
                      </bean>
                 </set>
           </constructor-arg>
           <constructor-arg index="1" value="2000"type="int"></constructor-arg>
           <constructor-arg index="2"value="100" type="int"></constructor-arg>
           <constructor-arg index="3" ref="jedisPoolConfig"></constructor-arg>
      </bean>

对应的Java调用代码样例
JedisCluster jedisCluster = (JedisCluster)context.getBean("jedisCluster");
int num = 1000;
String key = "wusc";
String value = "";
for (int i=1; i <= num; i++){
     // 存数据
     jedisCluster.set(key+i,"WuShuicheng"+i);
     // 取数据
     value= jedisCluster.get(key+i);
     log.info(key+i + "=" + value);
     // 删除数据
     //jedisCluster.del(key+i);
}


Redis集群的高可用性测试
一、Redis集群特点
1、集群架构特点:
(1)所有的redis节点彼此互联(PING-PONG机制)，内部使用二进制协议优化传输速度和带宽；
(2)节点的fail是通过集群中超过半数的节点检测失效时才生效；
(3)客户端与redis节点直连，不需要中间proxy层。客户端不需要连接集群所有节点，连接集群中任何一个可用节点即可；
(4)redis-cluster把所有的物理节点映射到[0-16383]个slot(哈希槽)上，cluster 负责维护
   node<->slot<->value 。

2、集群选举容错：
(1)节点失效选举过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与当前被检测master节点通信检测超时(cluster-node-timeout)，就认为当前master节点挂掉；
(2):什么时候整个集群不可用(cluster_state:fail)?
    A:如果集群任意master挂掉，且当前master没有slave。集群进入fail状态,也可以理解成集群的slot映射[0-16383]不完整时进入fail状态。 ps : redis-3.0.0.rc1加入cluster-require-full-coverage参数,默认关闭,打开集群兼容部分失败；
    B:如果集群超过半数以上master挂掉，无论是否有slave集群进入fail状态。ps:当集群不可用时,所有对集群的操作做都不可用，收到((error) CLUSTERDOWN The cluster is down)错误。

二、客户端集群命令
集群
cluster info：打印集群的信息
cluster nodes：列出集群当前已知的所有节点（node），以及这些节点的相关信息。
节点
cluster meet<ip> <port> ：将ip和port所指定的节点添加到集群当中，让它成为集群的一份子。
cluster forget<node_id>：从集群中移除 node_id 指定的节点。
clusterreplicate <node_id>：将当前节点设置为node_id指定的节点的从节点。
clustersaveconfig：将节点的配置文件保存到硬盘里面。
槽(slot)
cluster addslots<slot> [slot ...]：将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。
clusterdelslots <slot> [slot ...]：移除一个或多个槽对当前节点的指派。
clusterflushslots：移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。
cluster setslot<slot> node <node_id>：将槽 slot 指派给 node_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。
cluster setslot<slot> migrating <node_id>：将本节点的槽 slot 迁移到node_id 指定的节点中。
cluster setslot<slot> importing <node_id>：从 node_id 指定的节点中导入槽slot 到本节点。
cluster setslot<slot> stable：取消对槽 slot 的导入（import）或者迁移（migrate）。
键
cluster keyslot<key>：计算键 key 应该被放置在哪个槽上。
clustercountkeysinslot <slot>：返回槽 slot 目前包含的键值对数量。
clustergetkeysinslot <slot> <count>：返回 count 个 slot 槽中的键。

三、集群高可用测试
1、重建集群，步骤：
(1)关闭集群的各节点；
(2)删除各节点数据目录下的 nodes.conf、appendonly.aof、dump.rdb；
   # rm -rf appendonly.aof| rm -rf dump.rdb | rm -rf nodes.conf
(3)重新启用所有的节点
192.168.1.111
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7111/redis-7111.conf
192.168.1.112
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7112/redis-7112.conf
192.168.1.113
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7113/redis-7113.conf
192.168.1.114
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7114/redis-7114.conf
192.168.1.115
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7115/redis-7115.conf
192.168.1.116
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7116/redis-7116.conf
(4)执行集群创建命令（只需要在其中一个节点上执行一次则可）
# cd/usr/local/src/redis-3.0.3/src/
# cpredis-trib.rb /usr/local/bin/redis-trib
# redis-tribcreate --replicas 1192.168.1.114:7114 192.168.1.115:7115 192.168.1.116:7116 192.168.1.111:7111 192.168.1.112:7112 192.168.1.113:7113

2、查看当前集群各节点的状态
[iyunv@edu-redis-01 7111]# /usr/local/redis3/bin/redis-cli -c -p 7111
127.0.0.1:7111> cluster nodes

3、使用demo应用向集群写入1000个键值数据
使用 /usr/local/redis3/bin/redis-cli-c -p 711X命令登录各节点，使用 keys *查看各节点的所有key

4、运行demo应用，获取所有的键值数据
如果有空值则停止

5、模拟集群节点宕机(实现故障转移)
(1)Jedis客户端循环操作集群数据（模拟用户持续使用系统）
(2)查看Redis集群当前状态（用于接下来做节点状态变化对比）
                           
(3)关闭其中一个master节点（7111）

(4)观察该master节点和对应的slave节点的状态变化

     节点状态 fail? 表示正在判断是否失败
     节点状态 fail 表示节点失败，对应的slave节点提升为master




(5)再查看集群状态变化# /usr/local/src/redis-3.0.3/src/redis-trib.rbcheck 192.168.1.116:7116

由上可见，7114节点替换7111，由slave变成了master
此时再执行demo应用获取所有的键值数据，依然正常，说明slave替换master成功，集群正常。

6、恢复fail节点
(1)启动7111
# /usr/local/redis3/bin/redis-server/usr/local/redis3/cluster/7111/redis-7111.conf
(2)查看集群状态

其中7111变成 7114的slave

7、观察集群节点切换过程中，对客户端的影响
JedisCluster链接Redis集群操作时遇到的几个常见异常：
(1)重定向次数过多
redis.clients.jedis.exceptions.JedisClusterMaxRedirectionsException:Too many Cluster redirections?
解决方法： 初始化JedisCluster时，设定JedisCluster的maxRedirections
//集群各节点集合，超时时间（默认2秒），最多重定向次数(默认5)，链接池
newJedisCluster(jedisClusterNodes, 2000, 100,config);
(2)集群不可以用
redis.clients.jedis.exceptions.JedisClusterException: CLUSTERDOWN The cluster is down
原因：集群节点状态切换过程中会出现临时闪断，客户端重试操作则可。
(3)链接超时
redis.clients.jedis.exceptions.JedisConnectionException:java.net.SocketTimeoutException: Read timed out
解决方法： 初始化JedisCluster时，设定JedisCluster的timeout（默认为两秒）；也可以修改源码中的默认时间。


7、总结:
优点:
     在master节点下线后，slave节点会自动提升为master节点，保存集群持续提供服务；
     fail节点恢复后，会自动添加到集群中，变成slave节点；
缺点:
     由于redis的复制使用异步机制，在自动故障转移的过程中，集群可能会丢失写命令。然而 redis 几乎是同时执行(将命令恢复发送给客户端，以及将命令复制到slave节点)这两个操作，所以实际中，命令丢失的窗口非常小。