Docker部署Redis集群-小白入门

前言

阅读本文需要具备docker、docker-compose、redis等前置知识储备。

centos版本：

cat /etc/redhat-release

CentOS Linux release 7.8.2003 (Core)

redis版本：

redis-server -v

Redis server v=6.0.8 sha=00000000:0 malloc=jemalloc-5.1.0 bits=64 build=75cef67090587c6

redis集群

Redis集群是Redis提供的分布式数据库方案，集群通过分片（sharding）来进行数据共享，并提供复制和故障转移功能。

Redis主从模式可以读写分离；
Redis哨兵模式可以实现高可用的读写分离；
Redis集群模式则是在高可用的读写分离的基础上再加上了数据分片。

以上只是个人对于Redis三种模式功能上总结，实际上集群模式的数据存储和故障转移机制和哨兵模式并不一样。

部署

目录结构

本文采用如下目录结构：

.
|-- 7000.conf
|-- 7001.conf
|-- 7002.conf
|-- data
`-- docker-compose.yml

redis配置

准备三个redis配置文件，端口分别是7000、7001和7002

7000.conf

# 监听端口
port 7000

# 设定密码认证
requirepass 123456

# 开启集群配置
cluster-enabled yes
# 设定了保存节点配置文件的路径，无需人为修改，Redis集群在启动时创建
cluster-config-file nodes.conf
# 节点连接超时配置
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

7001.conf

# 监听端口
port 7001

# 设定密码认证
requirepass 123456

# 开启集群配置
cluster-enabled yes
# 设定了保存节点配置文件的路径，无需人为修改，Redis集群在启动时创建
cluster-config-file nodes.conf
# 节点连接超时配置
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

7002.conf

# 监听端口
port 7002

# 设定密码认证
requirepass 123456

# 开启集群配置
cluster-enabled yes
# 设定了保存节点配置文件的路径，无需人为修改，Redis集群在启动时创建
cluster-config-file nodes.conf
# 节点连接超时配置
cluster-node-timeout 5000
appendonly yes

docker-compose配置

用docker-compose来统一管理容器
docker-compose.yml

---

version: '3'

services:
  # 7000的容器
  node-1:
    image: redis
    container_name: node-1
    restart: always
    # 为了规避Docker中端口映射可能带来的问题
    # 这里选择使用host网络
    network_mode: host
    # 指定时区，保证容器内时间正确
    environment:
      TZ: "Asia/Shanghai"
    volumes:
      # 映射配置文件和数据目录
      - ./7000.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./data/7000:/data
    sysctls:
      # 必要的内核参数
      net.core.somaxconn: '511'
    command: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]
  # 7001的容器
  node-2:
    image: redis
    container_name: node-2
    restart: always
    network_mode: host
    environment:
      TZ: "Asia/Shanghai"
    volumes:
      - ./7001.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./data/7001:/data
    sysctls:
      net.core.somaxconn: '511'
    command: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]
  # 7002的容器
  node-3:
    image: redis
    container_name: node-3
    restart: always
    network_mode: host
    environment:
      TZ: "Asia/Shanghai"
    volumes:
      - ./7002.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf
      - ./data/7002:/data
    sysctls:
      net.core.somaxconn: '511'
    command: ["redis-server", "/usr/local/etc/redis/redis.conf"]

启动、坑

后台启动

docker-compose up -d

docker-compose up -d

节点连接

这个时候实际上每个节点都是运行一个独立的集群当中，在7000节点中执行cluster nodes命令：
cluster nodes
可以看到当前集群中只有7000节点自己。所以需要把他们连接起来，融合到一个集群中，使用cluster meet命令可以完成这个工作：

cluster meet 127.0.0.1 7001
cluster meet 127.0.0.1 7002

再次查看cluster nodes
cluster nodes
这就可以看到三个节点了

需要注意的是，这里虽然redis-server只用到了7000，7001和7002这三个端口，但实际上还会使用到17000，17001和17002三个端口，我就是因为redis部署在云端，安全组没有放开17000~17002这三个端口，所以在节点连接这里一直握手失败。

槽位指派

Redis集群通过分片的方式来保存数据库中的键值对：集群的整个数据库被分为16384个槽（slot），数据库中的每个键都属于这16384个槽的其中一个，集群中的每个节点可以处理0个或最多16384个槽。
当数据库中的16384个槽都有节点在处理时，集群处于上线状态（ok）；相反地，如果数据库中有任何一个槽没有得到处理，那么集群处于下线状态（fail）。

下线状态
参照书上的方法进行槽位指派：
image.png
于是我进行了如下各种命令组合的尝试：

cluster addslots 0..5000
cluster addslots 0...5000
cluster addslots 0 .. 5000
cluster addslots 0 ... 5000
cluster addslots {0..5000}
cluster addslots {0...5000}

都没有成功~，期待有大佬能教教我

折中方案

由于使用下面这些命令都不能正确执行：

cluster addslots 0..5000
cluster addslots 0...5000
cluster addslots 0 .. 5000
cluster addslots 0 ... 5000
cluster addslots {0..5000}
cluster addslots {0...5000}
.........
感到绝望

不得已写了个python脚本用于槽位分配

# -*- coding: utf-8 -*-
import redis

if __name__ == '__main__':
    ip = input("请输入IP：")
    port = int(input("请输入端口："))
    password = input("请输入密码：")
    start_slot = int(input("请输入开始槽位号："))
    end_slot = int(input("请输入结束槽位号："))

    # 拿到redis客户端实例
    r = redis.Redis(host=ip, port=port, password=password)

    expect_num = end_slot - start_slot
    actual_num = 0
    for x in range(start_slot, end_slot + 1):
        try:
            result = r.execute_command("cluster addslots " + str(x))
            if result == b'OK':
                actual_num += 1
        except redis.exceptions.ResponseError as e:
            print("执行 cluster addslots " + str(x) + " 失败！")

    if expect_num == actual_num:
        print("所有槽位分配成功")
    else:
        print("部分槽位分配失败")

集群状态

脚本执行成功以后再查看集群状态：
cluster info
可以看到，集群状态已经是上线状态了

再看看槽位分配情况：
cluster slots

和我们预期结果一致

7000: 0~5000
7001: 5001~ 10000
7002: 10001~16383

参考文章

槽指派
Redis 集群教程

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