15-集群

8.3 集群

即使使用哨兵，此时的Redis集群的每个数据库依然存有集群中的所有数据，从而导致集群的总数据存储量受限于可用存储内存最小的数据库节点，形成木桶效应。由于Redis中的所有数据都是基于内存存储，这一问题就尤为突出了，尤其是当使用Redis作为持久化存储服务使用时。

对Redis进行水平扩容，在旧版Redis中通常使用客户端分片来解决这个问题，即启动多个Redis数据库节点，由客户端决定每个键交由哪个数据库节点存储，下次客户端读取该键时直接到该节点读取。这样可以实现将整个数据分布存储在N个数据库节点中，每个节点只存放总数据量的1/N。但对于需要扩容的场景来说，在客户端分片后，如果想增加更多的节点，就需要对数据进行手工迁移，同时在迁移的过程中为了保证数据的一致性，还需要将集群暂时下线，相对比较复杂。

考虑到Redis实例非常轻量的特点，可以采用预分片技术（presharding）来在一定程度上避免此问题，具体来说是在节点部署初期，就提前考虑日后的存储规模，建立足够多的实例（如128个节点），初期时数据很少，所以每个节点存储的数据也非常少，但由于节点轻量的特性，数据之外的内存开销并不大，这使得只需要很少的服务器即可运行这些实例。日后存储规模扩大后，所要做的不过是将某些实例迁移到其他服务器上，而不需要对所有数据进行重新分片并进行集群下线和数据迁移了。

无论如何，客户端分片终归是有非常多的缺点，比如维护成本高，增加、移除节点较烦琐等。Redis 3.0版的一大特性就是支持集群（Cluster，注意与本章标题——广义的“集群”相区别）功能。集群的特点在于拥有和单机实例同样的性能，同时在网络分区后能够提供一定的可访问性以及对主数据库故障恢复的支持。另外集群支持几乎所有的单机实例支持的命令，对于涉及多键的命令（如MGET），如果每个键都位于同一个节点中，则可以正常支持，否则会提示错误。除此之外集群还有一个限制是只能使用默认的0号数据库，如果执行SELECT切换数据库则会提示错误。

哨兵与集群是两个独立的功能，但从特性来看哨兵可以视为集群的子集，当不需要数据分片或者已经在客户端进行分片的场景下哨兵就足够使用了，但如果需要进行水平扩容，则集群是一个非常好的选择。