介绍
Redis 是一款高性能的键值存储系统。Redis 的出色表现主要得益于其高效的内存数据库和支持多种数据结构的键值存储模式。在数据量不断增长和存储和读写性能需求日益提升的应用场景中，作为缓存和存储方案的 Redis 已经成为了前端开发人员的必备技能之一。
为了应对数据量继续增大、单机性能瓶颈等现实问题，Redis 实现了集群功能，使得 Redis 系统可以监测 Redis 进程的状态，并动态地进行数据分布和扩缩容等一系列维护操作。本文旨在展示如何在前端应用中使用 Redis 集群，并详细说明集群部署和维护的方法和技术。
Redis 集群的部署和配置
安装 Redis
Redis 官网提供了多种安装方式，如源码安装、二进制包安装和使用 apt-get 或 yum 安装等。在此推荐使用 apt-get 命令安装 Redis，安装过程如下：
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修改 Redis 配置文件
Redis 配置文件 redis.conf 位于 Redis 安装目录下。集群模式需要修改以下参数：
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cluster-enabled：开启集群功能。cluster-config-file：配置 Redis 保存集群节点信息的文件名。cluster-node-timeout：节点达到最大超时时间自动下线的时间，单位 milliseconds。
修改完成后保存配置文件。为了防止直接修改配置文件造成的不可逆错误，可以先备份一份，再做修改。
创建 Redis 集群
Redis 3.0 版本后提供了集群创建工具 redis-trib.rb，该工具可用于创建 Redis 集群，并支持动态添加和删除节点等功能。具体步骤如下：
- 创建 Redis 集群主节点
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其中，--replicas 指定了每个主节点有几个从节点，一般设置为 1 或者 2。
- 查看 Redis 集群状态
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可以看到以下几项集群状态信息：
cluster_state：集群状态。cluster_slots_assigned：已经使用的槽数量。cluster_slots_ok：可用的槽数量。cluster_slots_fail：不可用的槽数量。cluster_known_nodes：集群中节点数量。
- 添加从节点
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--slave：添加从节点。--master-id：主节点的节点ID。
- 删除节点
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要删除节点的IP:PORT：要删除的节点的 IP 和端口号。要提升为主节点的IP:PORT：要将删除节点的从节点提升为主节点，该参数可以为空，那么删除节点后，将自动选择其他节点作为主节点。
Redis 集群的维护
监测集群状态
使用 redis-cli 命令可以查看 Redis 集群的状态：
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可以看到 Redis 集群当前的节点信息，包括节点 IP、端口号、节点ID、槽位分配情况和节点状态等。
集群扩容和缩容
扩容
当 Redis 集群出现容量瓶颈或者访问量增大时，可以通过添加节点来扩容 Redis 集群。具体步骤如下：
- 创建新节点
使用 redis-server 命令创建新节点，以下是示例命令：
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- 将新节点加入集群
在已有的 Redis 节点中添加新节点，以下是示例命令：
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缩容
缩容和扩容相反，主要是将一些节点从集群中删掉。缩容需要进行比较谨慎，应该先将该节点上的数据备份到其他节点上再进行操作，否则可能导致数据丢失。具体步骤如下：
- 备份数据
使用 Redis 的 bgsave 命令对节点数据进行备份，以下是示例命令：
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- 迁移数据
对完成备份的节点进行数据迁移：
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--from：源节点 ID。--to：目标节点 ID。--slots：要迁移的槽位数量。--yes：确认真正迁移数据，该参数必须添加。
- 删除节点
在确认数据迁移成功后，可以将目标节点上的数据备份到其他节点后，将该节点从集群中删除：
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集群故障恢复
当 Redis 集群节点出现异常状态时，需要进行故障恢复操作。Redis 集群通过对节点的状态进行监测和自动重试来保证集群的正常运转。
自动故障转移
当一个 Redis 节点离线后，它的主节点会将失去联系的节点视为已下线，然后重新分配槽位到其他节点。如果该节点已经复原，它将成为一个附属节点。
手动故障转移
当 Redis 节点出现问题时，需要手动转移，步骤如下：
- 执行
cluster info查看集群状态。 - 找到下线节点的从属节点，使用
cluster forget命令从主节点上删除下线节点，例如：
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- 执行
cluster nodes查看集群状态，如果还存在下线节点，使用cluster failover命令触发故障转移。
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结论
Redis 集群是分布式缓存和存储的完美方案。本文介绍了如何在前端应用中使用 Redis 集群，并详细说明了集群部署和维护的方法和技术。希望这篇文章能够帮助读者快速了解 Redis 集群的基本原理和使用方法，更加深入地了解 Redis 集群的内部工作原理。
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