Redis 集群之Redis+Twemproxy方案

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1、下载Redis安装包

Redis的官网下载地址是https://redis.io/download，上面有各个发行版本，我选择的是当前的最新稳定版5.0.4，下载到安装目录并编译出安装包。

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

测试执行没有问题之后显示

2、验证Redis

启动服务

./src/redis-server

客户端连接验证

./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集群环境

创建redis-cluster目录，然后在redis-cluster下分别创建7001 7002 7003 7004 7005 7006目录

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

编辑7001的配置文件

./redis-cluster/7001/redis.conf

配置文件内容如下

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

这些配置的含义及例子都可以在根目录redis.conf文件中找到，具体含义可以阅读此文件。将编辑好的配置文件复制到其他节点，修改相应节点的配置

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"
#将7002目录下的文件备份为xxx.bak，并将文件中的7001替换成7002
# -t是回显命令 ，-i是直接修改文件内容，“.bak”是备份文件的后缀
#产生的备份文件如果不想要可以用下面任何一个命令删除 
# 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"

分别启动五个实例

./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 &

创建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

为了后续操作方便，可以编写一个启动与停止的脚本：
启动脚本 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 &

停止脚本 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

给脚本添加执行权限

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

通过随便一个客户端查看节点信息

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

4、Twemproxy介绍

Twemproxy 也叫 nutcraker。是 Twtter 开源的一个 Redis 和 Memcache 代理服务器，主要用于管理 Redis 和 Memcached 集群，减少与Cache 服务器直接连接的数量。

Twemproxy特性：

• 支持失败节点自动删除
  – 可以设置重新连接该节点的时间

– 可以设置连接多少次之后删除该节点

• 支持设置HashTag
  – 通过HashTag可以自己设定将两个key哈希到同一个实例上去减少与redis的直接连接数

– 保持与redis的长连接
– 减少了客户端直接与服务器连接的连接数量

• 自动分片到后端多个redis实例上
  – 多种hash算法：md5、crc16、crc32 、crc32a、fnv1_64、fnv1a_64、fnv1_32、fnv1a_32、hsieh、murmur、jenkins

– 多种分片算法：ketama(一致性hash算法的一种实现)、modula、random
– 可以设置后端实例的权重

• 避免单点问题
  – 可以平行部署多个代理层,通过HAProxy做负载均衡，将redis的读写分散到多个twemproxy上。
• 支持状态监控
  – 可设置状态监控ip和端口，访问ip和端口可以得到一个json格式的状态信息串

– 可设置监控信息刷新间隔时间

• 使用 pipelining 处理请求和响应
  – 连接复用，内存复用

– 将多个连接请求，组成reids pipelining统一向redis请求

• 并不是支持所有redis命令
  – 不支持redis的事务操作

– 使用SIDFF, SDIFFSTORE, SINTER, SINTERSTORE, SMOVE, SUNION and SUNIONSTORE命令需要保证key都在同一个分片上。

5、Twemproxy安装

Twemproxy官网地址是https://github.com/twitter/twemproxy，在安装twemproxy 前，需要安装autoconf，automake，libtool 软件包，此处不再说明。
Twemproxy的发布版本在 https://github.com/twitter/twemproxy/releases
下载最新版本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

编辑配置文件nutcracker.yml

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

这里只配置了三个master节点作为测试，具体根据业务需要配置，具体的参数含义在官网有说明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

启动twemproxy

./sbin/nutcracker -t
#测试配置文件是否正确
./sbin/nutcracker -d -c /usr/local/twemproxy/conf/nutcracker.yml -p /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.pid -o /usr/local/twemproxy/run/redisproxy.log
#指定配置文件路径、pid路径、日志路径

连接twemproxy进行测试

./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，可以进行读取，应用代码中就可以直接连接22122端口使用redis了。

配置启动/重启/停止脚本方便操作

启动脚本 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

停止脚本stop.sh

#!/bin/sh
sudo killall nutcracker

或者复制twemproxy-0.4.1/scripts/nutcracker.init文件到/usr/local/twemproxy/sbin下，并修改脚本即可。

6、Twemproxy的缺点

• 虽然可以动态移除节点，但该移除节点的数据就丢失了。
• redis集群动态增加节点的时候，twemproxy不会对已有数据做重分布
• 性能上损耗

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