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什么是Redis Cluster吗为什么需要切片集群
Redis Cluster是Redis官方提供的分布式解决方案它通过数据分片技术将数据自动分散存储到多个节点上实现了水平扩展能力. Redis需要切片集群主要是为了解决单机Redis的几个关键限制 首先是内存容量限制。单个Redis实例受限于服务器物理内存通常建议不超过25-30GB。而在大型应用中数据量轻易就能超过这个限制。通过切片集群我们可以将数据分散到多个节点突破单机内存限制。 其次是计算能力瓶颈。单个Redis实例使用单线程模型处理命令虽然非常高效但仍有性能上限,通过切片集群请求会被分散到多个节点处理可以显著提高了整体吞吐量. 第三是网络带宽限制。单个Redis实例的网络IO也是有上限的特别是在高并发读写场景下。切片集群可以分散网络压力。 最后切片集群还提供了更高的可用性。Redis Cluster内置了主从复制和故障自动转移机制当主节点故障时集群会自动选举对应的从节点升级为新主节点保证服务持续可用。
Redis Cluster的数据分片机制是怎样的
Redis Cluster采用哈希槽(Hash Slot)的方式进行数据分片这是一种非常精巧的设计. 整个集群固定划分为16384个槽位每个主节点负责其中一部分槽位。数据分片的具体过程是 首先对每个key使用CRC16算法计算哈希值然后对16384取模得到0-16383之间的一个槽位号。 然后根据这个槽位号找到负责该槽位的节点将数据存储在该节点上。这样数据就被均匀地分散到了集群的各个节点。
关于为什么选择16384(2^14)个槽而不是更多这是Redis作者经过权衡后的决定
16384个槽占用空间小使用2个字节就能表示所有槽位槽位太多会增加心跳包大小和内存消耗槽位太少则不利于均匀分配和迁移
Redis Cluster还有一个重要特性是槽位迁移。当我们需要扩容或缩容集群时可以在线迁移槽位及其数据而不影响集群的正常服务。在迁移过程中客户端请求会通过MOVED或ASK重定向到正确的节点。
哈希槽的算法是什么
Redis Cluster使用的hash槽算法相对简单但非常高效它主要基于CRC16(Cyclic Redundancy Check- 循环冗余校验算法)哈希函数。
基本算法流程
CRC16哈希计算对key使用CRC16算法计算出一个16位的哈希值取模运算将得到的哈希值对16384取模得到槽位号(0-16383)
待填坑
