Redis Cluster slots 迁移过程

本文主要是介绍Redis Cluster slots 迁移过程，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、Redis Cluster 背景知识

Redis Cluster是无中心化的架构，他没有集中化的控制组件和proxy，客户端可以向集群中的任意一台节点发送请求，然后根据节点的返回值做重定向（MOVE或ASK）操作，客户端本地也会缓存slot表，并根据每次的重定向信息来更新这个表。

在这里插入图片描述

由于没有中心化组件存储，因此redis cluster使用gossip在集群间同步路由表和集群拓扑信息，在经过一段时间后，理想情况下及群众给每个节点都掌握了整个集群的路由信息

二、slot迁移过程

将一个Redis节点上指定的slot下的所有key迁移到其他redis节点上，需要两步：
1、先获取这个slot下所有的key
2、对每个key发送迁移命令

Redis cluster直接使用migrate命令进行key的迁移，这个命令是同步阻塞的，redis是单线程的，当migrate过程耗时太久（比如网络慢、迁移bigkey）时，会导致主线程无法处理用户请求。

2.1、slot迁移的难点

1、如使用同步阻塞的方式，bigkey或网络慢，会阻塞主线程正常服务
2、对bigkey迁移需要特殊处理，否则bigkey的序列号、发送、反序列号时，都可能导致源redis实例和目标redis实例主线程阻塞。
3、单个key的迁移过程需要保证原子性，即要么一个key全部迁移成功，要么全部迁移失败，不能存在中间状态
4、对迁移中slot的读写出出力，即一个slot如果正处于迁移过程中，其中的key（已经迁移走、迁移中、或等待迁移）是否可以被正常读写。

2.2、Redis Cluster的slot迁移实现

2.2.1、slot分配

redis-cluster为了支持slot迁移，改造引擎加入了key和slot的映射关系。Redis-cluster使用rax树来维护key和slot的映射关系。因此在新建集群、集群扩缩容的时候，都会涉及到slot分配、删除等操作，这些操作通过以下命令实现：

cluster addslots [slot …] 将一个或多个槽（slot）指派（assign）给当前节点。
cluster delslots [slot …] 移除一个或多个槽对当前节点的指派。
cluster flushslots 移除指派给当前节点的所有槽，让当前节点变成一个没有指派任何槽的节点。
cluster setslot node <node_id> 将槽 slot 指派给 node_id 指定的节点，如果槽已经指派给另一个节点，那么先让另一个节点删除该槽>，然后再进行指派。

2.2.2、key-slot操作

一旦key和slot的映射关系建立好，就可以执行key相关的slot命令，redis-cluster提供了以下命令：

cluster slot 计算键 key 应该被放置在哪个槽上。
cluster countkeysinslot 返回槽 slot 目前包含的键值对数量。
cluster getkeysinslot 返回 count 个 slot 槽中的键。

2.2.3、slot的迁移流程

对目标节点发送 cluster setslot importing 命令，让目标节点准备导入槽的数据。
对源节点发送 cluster setslot migrating 命令，让源节点准备迁出槽的数据。
源节点循环执行 cluster getkeysinslot 命令，获取count个属于槽slot的键。
在源节点上执行 migrate “” 0 keys <keys…> 命令，把获取的键通过流水线（pipeline）机制批量迁移到目标节点。
重复执行步骤3和步骤4直到槽下所有的键值数据迁移到目标节点。
向集群内所有主节点发送cluster setslot node 命令，通知槽分配给目标节点。为了保证槽节点映射变更及时传播，需要遍历发送给所有主节点更新被迁移的槽指向新节点。