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Redis 實(shí)例指的是一臺(tái)安裝了 Redis 服務(wù)器的計(jì)算機(jī)。

分區(qū)（Partition）不僅是 Redis 中的概念，幾乎所有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都會(huì)涉及到“分區(qū)”的應(yīng)用。因此本節(jié)重點(diǎn)介紹有關(guān)分區(qū)的知識(shí)。

分區(qū)的優(yōu)勢(shì)

Redis 分區(qū)技術(shù)有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，一是提升服務(wù)器的性能，二是提高了服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。

一方面，單臺(tái)機(jī)器的 Redis 服務(wù)器，其網(wǎng)絡(luò) IO 能力和計(jì)算資源都是非常有限的，但是如果我們將請(qǐng)求分散到多臺(tái)機(jī)器上，那么就能充分利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)的算力和網(wǎng)絡(luò)帶寬，從而整體上提升 Redis 服務(wù)器的性能。另一方面，隨著存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的不斷增加，單臺(tái)機(jī)器的存儲(chǔ)容量會(huì)達(dá)到極限，若將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到多臺(tái) Redis 服務(wù)器上，其存儲(chǔ)能力也將得到大幅度提升。

注意，Redis 分區(qū)技術(shù)可以利用多臺(tái)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存總和，從而創(chuàng)建出大型的 Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)。

分區(qū)常用方法

分區(qū)技術(shù)有兩種常用方法，分別是“范圍分區(qū)”和“哈希分區(qū)”。

1) 范圍分區(qū)

范圍分區(qū)是最簡(jiǎn)單、最有效的分區(qū)方法之一。所謂范圍分區(qū)指的是將特定范圍的 key 映射到指定的 Redis 實(shí)例上。key 的命名格式如下：

object_name:

比如：user:1、user:2 ...用來(lái)表示不同 id  的用戶。下面通過(guò)一個(gè)示例了解范圍分區(qū)的具體流程：

假設(shè)現(xiàn)在共有 3000 個(gè)用戶，您可以把 id 從 0 到 1000 的用戶映射到實(shí)例 R0 上，id 從 1001 到 2000 的用戶映射到實(shí)例 R1 上，以此類推，將 id 從 2001 到 3000 的用戶映射到實(shí)例 R2 上。

范圍分區(qū)不僅簡(jiǎn)單，而且實(shí)用，適合許多的特定場(chǎng)景。但當(dāng)存儲(chǔ)的 key 不能按照范圍劃分時(shí)，那么范圍分區(qū)就不再適用了，比如 key 是一組 uuid（通用唯一識(shí)別碼）。如下所示：

9eb4d81b-31ec-4c69-a721-c7e1771413dd

此時(shí)范圍分區(qū)就不再適用，就要用到另外一種分區(qū)方式——哈希分區(qū)。

2) 哈希分區(qū)

哈希分區(qū)與范圍分區(qū)相比，它最顯著的優(yōu)勢(shì)是適合任何形式的 key。哈希分區(qū)方法并不復(fù)雜比，id 表達(dá)式如下所示：

id=hash(key)%N

這里的 id 指的是 Redis 實(shí)例的編號(hào)，而 N 表示共有多少個(gè) Redis 實(shí)例。

首先調(diào)用一個(gè) crc32() 哈希函數(shù)，它可以將 key 轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)。 如下所示：

crc32(key)

假如轉(zhuǎn)換后的整數(shù)是 93024922，此時(shí)共有 4 個(gè) Redis 實(shí)例，對(duì)整數(shù)與實(shí)例的數(shù)量進(jìn)行取模運(yùn)算，就會(huì)得到一個(gè) 0 到 3 之間的整數(shù)，如下所示：

93024922 % 4 = 2

上述計(jì)算結(jié)果為 2 ，我們就把這個(gè) key 映射到 R2 實(shí)例中，如果為 3 就映射到 R3實(shí)例中。以此類推，通過(guò)這種方式可以將所有的 key 分散到 4 個(gè)不同的 Redis 實(shí)例中。

分區(qū)技術(shù)的不足

雖然 Redis 分區(qū)技術(shù)有諸多優(yōu)勢(shì)，但是它也存在一些不足之處。下面做簡(jiǎn)單介紹：

• 涉及操作多個(gè) key 時(shí)，通常不被支持。這是由于批量操作的 key 會(huì)被映射到不同的 Redis 實(shí)例中，此時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)在一個(gè)實(shí)例中操作分散開(kāi)的 key；
• 不支持包含多個(gè) key 的 Redis 事務(wù)；
• 當(dāng)使用分區(qū)的時(shí)候，數(shù)據(jù)的處理變的非常復(fù)雜，比如需要處理多個(gè) .rdb 或者 .aof 存儲(chǔ)文件，并且還需要從多個(gè) Redis 實(shí)例中備份數(shù)據(jù)；
• 添加、刪除實(shí)例變的復(fù)雜，比如 Redis 集群支持在運(yùn)行時(shí)增加或減少實(shí)例，分區(qū)技術(shù)不支持這種功能。

分區(qū)技術(shù)問(wèn)題解決

我們知道，應(yīng)用 Redis 分區(qū)技術(shù)時(shí)存在一些不足之處，比如在增加、刪除 Redis 實(shí)例時(shí)會(huì)非常麻煩，但這種情況在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常遇到。比如今天需要?jiǎng)h除 10 臺(tái) Redis 實(shí)例，明天又要增加 20 臺(tái)實(shí)例。那么對(duì)于這種問(wèn)題，有沒(méi)有一種較好的解決辦法呢？下面進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

其實(shí) Redis 是一種很輕量級(jí)的服務(wù)（每個(gè)實(shí)例僅占用 1 MB），針對(duì)它的這種特性，我們提出以下解決辦法：

在一臺(tái)機(jī)器上開(kāi)啟多個(gè) Redis 實(shí)例，您可以從中選擇一定數(shù)量的實(shí)例作為 Redis 工作集群。當(dāng)集群中某一臺(tái)機(jī)器存儲(chǔ)不足時(shí)，您可以將一部分 Redis 實(shí)例移動(dòng)到另外一臺(tái)機(jī)器上，依次類推。這樣就保證了 Redis 的實(shí)例總數(shù)不變，又達(dá)到了增加機(jī)器的目的。