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Redis槽：無限可能，無限條件可存
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Redis是一種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，其最大的構(gòu)建簡(jiǎn)單和速度快。而Redis槽是其一項(xiàng)獨(dú)特的特性，可以說是Redis的重要組成部分之一。這個(gè)特性非常強(qiáng)大，允許用戶將無限數(shù)量的KEY-value對(duì)分配到任意數(shù)量的Redis節(jié)點(diǎn)上。
Redis槽是什么？
Redis槽是Redis分區(qū)功能的核心。它能夠?qū)⑷我鈹?shù)量的key-value對(duì)均勻地分布到Redis集群中的節(jié)點(diǎn)上，以達(dá)到高可用性和負(fù)載均衡的效果。
由于Redis槽的存在，使得Redis可以實(shí)現(xiàn)高可用性、可擴(kuò)展性以及容錯(cuò)性等特性。因?yàn)镽edis槽將數(shù)據(jù)均勻分配到多個(gè)節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以輕松地接管其職責(zé)，保證Redis集群的可用性。
Redis槽的優(yōu)點(diǎn)：
1.高可用性。
2.可擴(kuò)展性。
3.容錯(cuò)性。
舉個(gè)例子：
假設(shè)你的Redis集群配置了6個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且你想將50萬(wàn)條數(shù)據(jù)（key-value對(duì)）存儲(chǔ)在Redis上，那么這些數(shù)據(jù)將如何均勻地分布在這6個(gè)節(jié)點(diǎn)上呢？
如果沒有Redis槽，你可能需要手動(dòng)將這些數(shù)據(jù)按照某種算法分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上。但這樣很容易出現(xiàn)問題，數(shù)據(jù)分配不均勻，甚至?xí)?dǎo)致節(jié)點(diǎn)的負(fù)載非常不平衡。而使用Redis槽，則可以將數(shù)據(jù)自動(dòng)分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，不僅簡(jiǎn)單方便，還可以保證節(jié)點(diǎn)的負(fù)載均衡。
Redis槽的實(shí)現(xiàn)：
每個(gè)Redis集群都被分為多個(gè)分片，每個(gè)分片由一個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)管理。默認(rèn)情況下，每個(gè)Redis集群由16384個(gè)槽組成，每個(gè)槽可以保存一個(gè)key-value對(duì)。
當(dāng)用戶執(zhí)行一個(gè)操作需要訪問Redis集群時(shí)，Redis客戶端根據(jù)key值哈希函數(shù)的算法來計(jì)算該key值所在槽的編號(hào)；然后將這個(gè)key-value對(duì)與所在節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。該操作流程被稱為槽分片的路由算法。
Redis槽的擴(kuò)展：
1.增加節(jié)點(diǎn)。
2.減少節(jié)點(diǎn)。
增加節(jié)點(diǎn)，因?yàn)镽edis集群可以自動(dòng)地將槽分配給新節(jié)點(diǎn)，因此這個(gè)過程非常簡(jiǎn)單。只需將新節(jié)點(diǎn)添加到Redis集群中，然后讓Redis集群自動(dòng)分配槽即可。
減少節(jié)點(diǎn)，則需要依照一定的規(guī)則重新分配未被激活的槽到其他節(jié)點(diǎn)上。這個(gè)過程需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)镽edis集群必須將有效負(fù)載從故障節(jié)點(diǎn)分配到其他節(jié)點(diǎn)上，并同步所有節(jié)點(diǎn)之間的信息。
總結(jié)：
Redis槽是Redis集群分區(qū)功能的核心之一，能夠幫助Redis實(shí)現(xiàn)高可用性、可擴(kuò)展性和容錯(cuò)性等特性。槽的使用也十分簡(jiǎn)便，無需復(fù)雜的配置即可實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載均衡。
以下為Python代碼實(shí)現(xiàn)
“`python
import redis
import hashlib
def add_hash_tag(key):
“””
在 Redis 標(biāo)準(zhǔn)鍵中添加特殊字符（如 ‘{‘ 和 ‘}’），
以便在哈希環(huán)中進(jìn)行分區(qū)。
“””
return “{” + key + “}”
class RedisClusterHashTagRouter(object):
def __init__(SELF, startup_nodes):
“””
初始化 RedisClusterHashTagRouter
“””
self._startup_nodes = startup_nodes
self._hash_tag_start = “{“
self._hash_tag_end = “}”
self._hash_slot_count = 16384
self._node_slots = []
self._node_clients = []
def _hash_key(self, key):
“””
計(jì)算鍵的哈希值
“””
return hashlib.md5(key.encode()).hexdigest()
def _get_slot_for_key(self, key):
“””
將鍵映射到哈希槽
“””
key = add_hash_tag(key)
if self._hash_tag_start in key:
start_index = key.index(self._hash_tag_start) + 1
end_index = key.index(self._hash_tag_end, start_index)
key_no_hash_tag = key[start_index:end_index]
else:
key_no_hash_tag = key
key_hash = self._hash_key(key_no_hash_tag)
return int(key_hash, 16) % self._hash_slot_count
def connect(self):
“””
連接 Redis 集群
“””
start_index = 0
while start_index
node_clients = []
node_slots = []
for i in range(3):
node = self._startup_nodes[start_index + i]
client = redis.StrictRedis(
host=node[“host”], port=node[“port”], password=node[“password”], decode_responses=True
)
node_info = client.cluster(“slots”)
for range_start, range_end, slots in node_info:
for slot in range(range_start, range_end + 1):
node_slots.append(slot)
node_clients.append(client)
self._node_clients.append(node_clients)
self._node_slots.append(node_slots)
start_index += 3
def get_client_for_key(self, key):
“””
獲取擁有鍵的值的節(jié)點(diǎn)的 Redis 客戶端
“””
slot = self._get_slot_for_key(key)
for i in range(len(self._node_slots)):
if slot in self._node_slots[i]:
return self._node_clients[i][0]
return None
startup_nodes = [
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7000, “password”: “password”},
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7001, “password”: “password”},
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7002, “password”: “password”},
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7003, “password”: “password”},
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7004, “password”: “password”},
{“host”: “127.0.0.1”, “port”: 7005, “password”: “password”},
]
cluster_router = RedisClusterHashTagRouter(startup_nodes)
cluster_router.connect()
client = cluster_router.get_client_for_key(“example_key”)
client.set(“example_key”, “example_value”)
print(client.get(“example_key”))
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