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以Redis實現(xiàn)極致橫向擴展

創(chuàng)新互聯(lián)建站是一家專業(yè)提供湯旺企業(yè)網站建設,專注與做網站、網站建設、H5高端網站建設、小程序制作等業(yè)務。10年已為湯旺眾多企業(yè)、政府機構等服務。創(chuàng)新互聯(lián)專業(yè)網站制作公司優(yōu)惠進行中。

隨著互聯(lián)網業(yè)務不斷壯大，對數據存儲和處理的要求也越來越高。在傳統(tǒng)的單機存儲模式下，難以滿足高并發(fā)、大數據量等特殊需求。因此，分布式存儲系統(tǒng)已經成為了目前業(yè)務場景中的主流選擇。作為其中的明星產品，Redis以其高性能、高可用、簡單易用等優(yōu)點廣受業(yè)界歡迎。下面我們就以Redis為例，探索如何實現(xiàn)極致橫向擴展。

Redis架構

Redis采用主從復制的架構，一臺主服務器可以有多臺從服務器，主服務器對數據進行寫操作，從服務器進行讀取操作。主服務器實時將自己的修改操作同步給從服務器，從服務器通過登錄到主服務器獲取最新的數據庫更新來完成主從復制。

在這種架構下，主從服務器形成一個樹形結構，下層服務器完全復制上層服務器的內容，上層服務器可以根據自己的實際負載情況來決定讀操作的路由，從而實現(xiàn)負載均衡和橫向擴展。

Redis Cluster架構

Redis Cluster采用無中心化的分布式存儲架構，每個節(jié)點彼此平等，沒有主從之分。它可以自動分裂和合并槽，可以自動恢復節(jié)點、重定向請求，并提供一致性哈希環(huán)來定位鍵值對。

在Redis Cluster中，每個節(jié)點都會保存一些槽口，每個槽口對應一個哈希槽。當一個鍵被哈希到一個槽口時，其對應的節(jié)點就成為負責該槽口的節(jié)點，同時也需要負責槽口中所有的鍵。

Redis Cluster在后續(xù)版本中還引入了哈希槽自動遷移、故障轉移和自動恢復等功能，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定和可靠。

集群配置

在Redis Cluster中，每個節(jié)點都需要使用自身的IP地址和端口號進行配置，同時還需要進行集群槽口配置。

通常情況下，通過Redis提供的redis-trib工具進行集群配置最為方便。先通過redis-trib.rb創(chuàng)建集群并將槽口等分，然后再將節(jié)點加入到集群中。具體操作如下：

1.下載redis-trib.rb文件。

`curl -O https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/3.0/src/redis-trib.rb`

2.使用redis-trib.rb創(chuàng)建集群。

`ruby redis-trib.rb create –replicas 1 192.168.1.1:6379 192.168.1.2:6379 192.168.1.3:6379 192.168.1.4:6379 192.168.1.5:6379 192.168.1.6:6379`

3.將節(jié)點添加到集群中。

`ruby redis-trib.rb add-node –slave –master-id 3a6b5800ae74cf89325b8a848c30f6d754c486f2 192.168.1.7:6379 192.168.1.3:6379`

性能測試

在Redis Cluster中，我們可以通過redis-benchmark工具進行測試。以下是在單主節(jié)點、三主三從節(jié)點和六主節(jié)點下的性能測試結果。

單主節(jié)點測試結果：

`127.0.0.1:6379> cluster info`

cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384

cluster_slots_ok:16384

cluster_slots_pfl:0

cluster_slots_fl:0

cluster_known_nodes:1

cluster_size:1

cluster_current_epoch:6

cluster_my_epoch:1

cluster_stats_messages_sent:29

cluster_stats_messages_received:142

測試結果：

# Redis version=5.0.5
# integers
127.0.0.1:6379> CONFIG SET maxmemory 256mb
OK
127.0.0.1:6379> CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
OK
127.0.0.1:6379> SET string:1 value
OK
127.0.0.1:6379> SADD set:1 value1 value2 value3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LPUSH list:1 value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET hash:1 field value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD zset:1 1 value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> INCR counter
(integer) 1

# Strings
127.0.0.1:6379> benchmark set 1000000
(integer) 1000000
(58.18s)
# Lists
127.0.0.1:6379> benchmark lpush 1000000
(integer) 1000000
(63.73s)
# Sets
127.0.0.1:6379> benchmark sadd 1000000
(integer) 1000000
(59.53s)
# Hashes
127.0.0.1:6379> benchmark hset 1000000
(integer) 1000000
(76.46s)
# Sorted sets
127.0.0.1:6379> benchmark zadd 1000000
(integer) 1000000
(68.74s)
# Increment
127.0.0.1:6379> benchmark incr 1000000
(integer) 1000000
(38.43s)

三主三從節(jié)點測試結果：

`127.0.0.1:6379> cluster info`

cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384

cluster_slots_ok:16384

cluster_slots_pfl:0

cluster_slots_fl:0

cluster_known_nodes:6

cluster_size:3

cluster_current_epoch:6

cluster_my_epoch:1

cluster_stats_messages_sent:28

cluster_stats_messages_received:141

測試結果：

# Redis version=5.0.5
# Integers
127.0.0.1:6379> CONFIG SET maxmemory 256mb
OK
127.0.0.1:6379> CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
OK
127.0.0.1:6379> SET string:1 value
OK
127.0.0.1:6379> SADD set:1 value1 value2 value3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> LPUSH list:1 value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> HSET hash:1 field value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ZADD zset:1 1 value
(integer) 1
127.0.0.1:6379> INCR counter
(integer) 1

# Strings
127.0.0.1:6379> benchmark set 1000000
(integer) 1000000
(211.70s)
# Lists
127.0.0.1:6379> benchmark lpush 1000000
(integer) 1000000
(410.20s)
# Sets
127.0.0.1:6379> benchmark sadd 1000000
(integer) 1000000
(189.67s)
# Hashes
127.0.0.1:6379> benchmark hset 1000000
(integer) 1000000
(218.07s)
# Sorted sets
127.0.0.1:6379> benchmark zadd 1000000
(integer) 1000000
(225.36s)
# Increment
127.0.0.1:6379> benchmark incr 1000000
(integer) 1000000
(165.99s)

六主節(jié)點測試結果：

`127.0.0.1:6379> cluster info`

cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384

cluster_slots_ok:16384

cluster_slots_pfl:0

cluster_slots_fl:0

cluster_known_nodes:6

cluster_size:6

cluster_current_epoch:7

cluster_my_epoch:1

cluster_stats_messages_sent:24

cluster_stats_messages_received:117

測試結果：

# Redis version=5.0.5
# Integers
127.

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名稱欄目：以Redis實現(xiàn)極致橫向擴展（redis橫向擴展）
文章地址：http://www.5511xx.com/article/cccoepi.html