Redis 集群之Redis+Twemproxy方案

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1、下載Redis安裝包

Redis的官網下載地址是https://redis.io/download，上面有各個發行版本，我選擇的是當前的最新穩定版5.0.4，下載到安裝目錄並編譯出安裝包。

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.4.tar.gz
tar -zxvf redis-5.0.4.tar.gz
cd redis-5.0.4
make
make test

測試執行沒有問題之後顯示

2、驗證Redis

啟動服務

./src/redis-server

客戶端連接驗證

./src/redis-cli
127.0.0.1:6379> set foo bar
OK
127.0.0.1:6379> get foo
"bar"
127.0.0.1:6379> exit

3、配置Redis集群環境

創建redis-cluster目錄，然後在redis-cluster下分別創建7001 7002 7003 7004 7005 7006目錄

mkdir redis-cluster
cd redis-cluster
mkdir 7001 7002 7003 7004 7005 7006
cd ..

編輯7001的配置文件

./redis-cluster/7001/redis.conf

配置文件內容如下

bind 127.0.0.1
port 7001
daemonize no
pidfile /var/run/redis_7001.pid
logfile "./redis-cluster/7001/redis.log"
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dir ./redis-cluster/7001/
cluster-enabled yes
cluster-config-file nodes-7001.conf
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes
appendfsync always

這些配置的含義及例子都可以在根目錄redis.conf文件中找到，具體含義可以閱讀此文件。將編輯好的配置文件複製到其他節點，修改相應節點的配置

cp ./redis-cluster/7001/redis.conf ./redis-cluster/7002/
cp ./redis-cluster/7001/redis.conf ./redis-cluster/7003/
cp ./redis-cluster/7001/redis.conf ./redis-cluster/7004/
cp ./redis-cluster/7001/redis.conf ./redis-cluster/7005/
cp ./redis-cluster/7001/redis.conf ./redis-cluster/7006/
grep 7001 -rl ./redis-cluster/7002 | xargs -t sed -i ".bak" "s/7001/7002/g"
#將7002目錄下的文件備份為xxx.bak，並將文件中的7001替換成7002
# -t是回顯命令 ，-i是直接修改文件內容，“.bak”是備份文件的後綴
#產生的備份文件如果不想要可以用下面任何一個命令刪除 
# find ./redis-cluster -name "*.bak" | xargs rm -f ;
# find ./redis-cluster -name "*.bak" -exec rm {} \;
grep 7001 -rl ./redis-cluster/7003 | xargs -t sed -i ".bak" "s/7001/7003/g"
grep 7001 -rl ./redis-cluster/7004 | xargs -t sed -i ".bak" "s/7001/7004/g"
grep 7001 -rl ./redis-cluster/7005 | xargs -t sed -i ".bak" "s/7001/7005/g"
grep 7001 -rl ./redis-cluster/7006 | xargs -t sed -i ".bak" "s/7001/7006/g"

分別啟動五個實例

./src/redis-server ./redis-cluster/7001/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7002/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7003/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7004/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7005/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7006/redis.conf &

創建redis集群

./src/redis-cli --cluster create 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 127.0.0.1:7006 --cluster-replicas 1

為了後續操作方便，可以編寫一個啟動與停止的腳本：
啟動腳本 start.sh

#!/bin/sh
./src/redis-server ./redis-cluster/7001/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7002/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7003/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7004/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7005/redis.conf &
./src/redis-server ./redis-cluster/7006/redis.conf &

停止腳本 stop.sh

#!/bin/sh
./src/redis-cli -p 7001 shutdown 
./src/redis-cli -p 7002 shutdown 
./src/redis-cli -p 7003 shutdown 
./src/redis-cli -p 7004 shutdown 
./src/redis-cli -p 7005 shutdown
./src/redis-cli -p 7006 shutdown

給腳本添加執行權限

chmod +x start.sh 
chmod +x stop.sh 

通過隨便一個客戶端查看節點信息

./src/redis-cli -p 7001 cluster nodes

4、Twemproxy介紹

Twemproxy 也叫 nutcraker。是 Twtter 開源的一個 Redis 和 Memcache 代理服務器，主要用於管理 Redis 和 Memcached 集群，減少與Cache 服務器直接連接的數量。

Twemproxy特性：

• 支持失敗節點自動刪除
  – 可以設置重新連接該節點的時間

– 可以設置連接多少次之後刪除該節點

• 支持設置HashTag
  – 通過HashTag可以自己設定將兩個key哈希到同一個實例上去減少與redis的直接連接數

– 保持與redis的長連接
– 減少了客戶端直接與服務器連接的連接數量

• 自動分片到後端多個redis實例上
  – 多種hash算法：md5、crc16、crc32 、crc32a、fnv1_64、fnv1a_64、fnv1_32、fnv1a_32、hsieh、murmur、jenkins

– 多種分片算法：ketama(一致性hash算法的一種實現)、modula、random
– 可以設置後端實例的權重

• 避免單點問題
  – 可以平行部署多個代理層,通過HAProxy做負載均衡，將redis的讀寫分散到多個twemproxy上。
• 支持狀態監控
  – 可設置狀態監控ip和端口，訪問ip和端口可以得到一個json格式的狀態信息串

– 可設置監控信息刷新間隔時間

• 使用 pipelining 處理請求和響應
  – 連接複用，內存複用

– 將多個連接請求，組成reids pipelining統一向redis請求

• 並不是支持所有redis命令
  – 不支持redis的事務操作

– 使用SIDFF, SDIFFSTORE, SINTER, SINTERSTORE, SMOVE, SUNION and SUNIONSTORE命令需要保證key都在同一個分片上。

5、Twemproxy安裝

Twemproxy官網地址是https://github.com/twitter/twemproxy，在安裝twemproxy 前，需要安裝autoconf，automake，libtool 軟件包，此處不再說明。
Twemproxy的發佈版本在 https://github.com/twitter/twemproxy/releases
下載最新版本0.4.1

wget https://github.com/twitter/twemproxy/archive/v0.4.1.tar.gz
tar -zxvf v0.4.1.tar.gz
cd twemproxy-0.4.1/
autoreconf -fvi
./configure --prefix=/usr/local/twemproxy
make
sudo make install

編輯配置文件nutcracker.yml

cd /usr/local/twemproxy/
mkdir conf run
vim ./conf/nutcracker.yml

這裡只配置了三個master節點作為測試，具體根據業務需要配置，具體的參數含義在官網有說明https://github.com/twitter/twemproxy

beta:
  listen: 127.0.0.1:22122
  hash: fnv1a_64
  hash_tag: "{}"
  distribution: ketama
  auto_eject_hosts: false
  timeout: 400
  redis: true
  servers:
   - 127.0.0.1:7004:1 7004
   - 127.0.0.1:7005:1 7005
   - 127.0.0.1:7006:1 7006

啟動twemproxy

./sbin/nutcracker -t
#測試配置文件是否正確
./sbin/nutcracker -d -c /usr/local/twemproxy/conf/nutcracker.yml -p /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.pid -o /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.log
#指定配置文件路徑、pid路徑、日誌路徑

連接twemproxy進行測試

./src/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 22122 -c
127.0.0.1:22122> set foo bar
-> Redirected to slot [1044] located at 127.0.0.1:7005
OK
127.0.0.1:7005> get foo
"bar"

表示成功了，可以進行讀取，應用代碼中就可以直接連接22122端口使用redis了。

配置啟動/重啟/停止腳本方便操作

啟動腳本 start.sh

#!/bin/sh
./sbin/nutcracker -d -c /usr/local/twemproxy/conf/nutcracker.yml -p /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.pid -o /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.log

停止腳本stop.sh

#!/bin/sh
sudo killall nutcracker

或者複製twemproxy-0.4.1/scripts/nutcracker.init文件到/usr/local/twemproxy/sbin下，並修改腳本即可。

6、Twemproxy的缺點

• 雖然可以動態移除節點，但該移除節點的數據就丟失了。
• redis集群動態增加節點的時候，twemproxy不會對已有數據做重分佈
• 性能上損耗

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