redis的分布式解決方式--codis

codis是豌豆莢開源的分布式server。眼下處于穩定階段。

原文地址：https://github.com/wandoulabs/codis/blob/master/doc/tutorial_zh.md

Codis 是一個分布式 Redis 解決方式, 對于上層的應用來說, 連接到 Codis Proxy 和連接原生的 Redis Server 沒有明顯的差別 (不支持的命令列表), 上層應用能夠像使用單機的 Redis 一樣使用, Codis 底層會處理請求的轉發, 不停機的數據遷移等工作, 全部后邊的一切事情, 對于前面的client來說是透明的, 能夠簡單的覺得后邊連接的是一個內存無限大的 Redis 服務.

基本框架例如以下：

Codis 由四部分組成:

Codis Proxy (codis-proxy)
Codis Manager (codis-config)
Codis Redis (codis-server)
ZooKeeper

codis-proxy 是client連接的 Redis 代理服務, codis-proxy 本身實現了 Redis 協議, 表現得和一個原生的 Redis 沒什么差別 (就像 Twemproxy), 對于一個業務來說, 能夠部署多個 codis-proxy, codis-proxy 本身是無狀態的.

codis-config 是 Codis 的管理工具, 支持包含, 加入/刪除 Redis 節點, 加入/刪除 Proxy 節點, 發起數據遷移等操作. codis-config 本身還自帶了一個 http server, 會啟動一個 dashboard, 用戶能夠直接在瀏覽器上觀察 Codis 集群的執行狀態.

codis-server 是 Codis 項目維護的一個 Redis 分支, 基于 2.8.13 開發, 增加了 slot 的支持和原子的數據遷移指令. Codis 上層的 codis-proxy 和 codis-config 僅僅能和這個版本號的 Redis 交互才干正常執行.

ZooKeeper(下面簡稱ZK)是一個分布式協調服務框架。能夠做到各節點之間的數據強一致性。簡單的理解就是在一個節點改動某個變量的值后。在其它節點能夠最新的變化。這樣的變化是事務性的。

通過在ZK節點上注冊監聽器，就能夠獲得數據的變化。

Codis 依賴 ZooKeeper 來存放數據路由表和 codis-proxy 節點的元信息, codis-config 發起的命令都會通過 ZooKeeper 同步到各個存活的 codis-proxy.

注：1.codis新版本號支持redis到2.8.21

2.codis-group實現redis的水平擴展

以下我們來部署環境：

10.80.80.124 ? ? ? zookeeper_1 codis-configcodis-server-master,slave codis_proxy_1

10.80.80.126 ? ? ? zookeeper_2 codis-server-master,slavecodis?_proxy_2

10.80.80.123 ? ? ? zookeeper_3 codis-serve-master,slavecodis?_proxy_3

說明：

1.為了確保zookeeper的穩定性與可靠性。我們在124、126、123上搭建zookeeper集群來對外提供服務；

2.codis-cofig作為分布式redis的管理工具。在整個分布式server中僅僅須要一個就能夠完畢管理任務。

3.codis-server和codis-proxy在3臺服務器提供redis和代理服務。


一.部署zookeeper集群

1.配置hosts（在3臺server上）

10.80.80.124 codis1
10.80.80.126 codis2
10.80.80.123 codis3

2.配置java環境（在3臺server上）

vim /etc/profile
##JAVA###
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.7.0_71
export JRE_HOME=/usr/local/jdk1.7.0_71/jre
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jarsource /etc/profile
3.安裝zookeeper（在3臺server上） 

cd /usr/local/src
wget http://mirror.bit.edu.cn/apache/zookeeper/zookeeper-3.4.6/zookeeper-3.4.6.tar.gz
tar -zxvf zookeeper-3.4.6.tar.gz -C /usr/local
4.配置環境變量（在3臺server上） 

vim /etc/profile
#zookeeper
ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper-3.4.6
export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/binsource /etc/profile
5.改動zookeeper配置文件（在3臺server上） 

#創建zookeeper的數據文件夾和日志文件夾
mkdir -p /data/zookeeper/zk1/{data,log}
cd /usr/local/zookeeper-3.4.6/conf
cp zoo_sample.cfg zoo.cfg
vim /etc/zoo.cfg
tickTime=2000
initLimit=10
syncLimit=5
dataDir=/data/zookeeper/zk1/data
dataLogDir=/data/zookeeper/zk1/log
clientPort=2181
server.1=codis1:2888:3888
server.2=codis2:2888:3888
server.3=codis3:2888:3888
6.在dataDir下創建myid文件。相應節點id（在3臺服務器上） 

#在124上 
cd /data/zookeeper/zk1/data
echo 1 > myid
#在126上 
cd /data/zookeeper/zk1/data
echo 2 > myid
#在123上 
cd /data/zookeeper/zk1/data
echo 3 > myid
7.啟動zookeeper服務（在3臺server上） 

/usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh start
注：在你所在的當前文件夾下會生成一個zookeeper.out的日志文件，里面記錄了啟動過程中的具體信息；因為集群沒有所有信息，會報“myid 2或myid 3 未啟動”的信息，當集群所有啟動后就會正常，我們能夠忽略。

8.查看zookeeper全部節點的狀態（在3臺server上）

#124
/usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: leader
#126
/usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower
#123
/usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh status
JMX enabled by default
Using config: /usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/../conf/zoo.cfg
Mode: follower


二.部署codis集群

1.安裝go語言（在3臺server上）

tar -zxvf go1.4.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/
2.加入go環境變量（在3臺server上） 

vim /etc/profile
#go
export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
export GOPATH=/usr/local/codissource /etc/profile
3.安裝codis（在3臺server上） 

go get github.com/wandoulabs/codis
cd $GOPATH/src/github.com/wandoulabs/codis
#運行編譯測試腳本，編譯go和reids。

./bootstrap.sh make gotest #將編譯好后，把bin文件夾和一些腳本復制過去/usr/local/codis文件夾下 mkdir -p /usr/local/codis/{conf,redis_conf,scripts} cp -rf bin /usr/local/codis/ cp sample/config.ini /usr/local/codis/conf/ cp -rf sample/redis_conf /usr/local/codis cp -rf sample/* /usr/local/codis/scripts

4.配置codis-proxy（在3臺server上。在此以124為例） 

#124
cd /usr/local/codis/conf
vim config.ini
zk=codis1:2181,codis2:2181,codis3:2181
product=codis
#此處配置圖形化界面的dashboard。注意codis集群僅僅要一個就可以，因此所有指向10.80.80.124:18087
dashboard_addr=192.168.3.124:18087
coordinator=zookeeper
backend_ping_period=5
session_max_timeout=1800
session_max_bufsize=131072
session_max_pipeline=128
proxy_id=codis_proxy_1
#126
cd /usr/local/codis/conf
vim config.ini
zk=codis1:2181,codis2:2181,codis3:2181
product=codis
#此處配置圖形化界面的dashboard，注意codis集群僅僅要一個就可以，因此所有指向10.80.80.124:18087
dashboard_addr=192.168.3.124:18087
coordinator=zookeeper
backend_ping_period=5
session_max_timeout=1800
session_max_bufsize=131072
session_max_pipeline=128
proxy_id=codis_proxy_2
#123
cd /usr/local/codis/conf
vim config.ini
zk=codis1:2181,codis2:2181,codis3:2181
product=codis
#此處配置圖形化界面的dashboard，注意codis集群僅僅要一個就可以，因此所有指向10.80.80.124:18087
dashboard_addr=192.168.3.124:18087
coordinator=zookeeper
backend_ping_period=5
session_max_timeout=1800
session_max_bufsize=131072
session_max_pipeline=128
proxy_id=codis_proxy_3
5.改動codis-server的配置文件（在3臺服務器上） 

#創建codis-server的數據文件夾和日志文件夾
mkdir -p /data/codis/codis-server/{data,logs}
cd /usr/local/codis/redis_conf
#主庫
vim 6380.conf
daemonize yes
pidfile /var/run/redis_6380.pid
port 6379
logfile "/data/codis_server/logs/codis_6380.log"
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
dbfilename 6380.rdb
dir /data/codis_server/data
#從庫
cp 6380.conf 6381.conf
sed -i 's/6380/6381/g' 6381.conf
6.加入內核參數 

echo "vm.overcommit_memory = 1" >>  /etc/sysctl.conf
sysctl -p
7.依照啟動流程啟動 

cat /usr/loca/codis/scripts/usage.md
0. start zookeeper 
1. change config items in config.ini 
2. ./start_dashboard.sh 
3. ./start_redis.sh 
4. ./add_group.sh 
5. ./initslot.sh 
6. ./start_proxy.sh 
7. ./set_proxy_online.sh 
8. open browser to http://localhost:18087/admin
盡管scripts文件夾以下有對應啟動腳本，也能夠用startall.sh所有啟動。但剛開始建議手動啟動，以熟悉codis啟動過程。

因為之前zookeeper已經啟動，以下我們來啟動其它項目。

注：1.在啟動過程中須要指定相關日志文件夾或配置文件文件夾，為便于統一管理。我們都放在/data/codis下；

2.dashboard在codis集群中僅僅須要在一臺server上啟動就可以，此處在124上啟動；凡是用codis_config的命令都是在124上操作，其它啟動項須要在3臺server上操作。

相關命令例如以下：

/usr/local/codis/bin/codis-config -h
usage: codis-config  [-c <config_file>] [-L <log_file>] [--log-level=<loglevel>]<command> [<args>...]
options:-c	set config file-L	set output log file, default is stdout--log-level=<loglevel>	set log level: info, warn, error, debug [default: info]commands:serverslotdashboardactionproxy


(1)啟動dashboard（在124上啟動）

#dashboard的日志文件夾和訪問文件夾
mkdir -p /data/codis/codis_dashboard/logs
codis_home=/usr/local/codis
log_path=/data/codis/codis_dashboard/logs
nohup $codis_home/bin/codis-config -c $codis_home/conf/config.ini -L $log_path/dashboard.log dashboard --addr=:18087 --http-log=$log_path/requests.log &>/dev/null &

通過10.80.80.124:18087就可以訪問圖形管理界面


(2)啟動codis-server（在3臺服務器上） 

/usr/local/codis/bin/codis-server /data/codis_server/conf/6380.conf
/usr/local/codis/bin/codis-server /data/codis_server/conf/6381.conf
(3)加入 Redis Server Group（124上）

注意：每個 Server Group 作為一個 Redis server組存在, 僅僅同意有一個 master, 能夠有多個 slave, group id 僅支持大于等于1的整數

眼下我們在3臺server上分了3組，因此我們須要加入3組。每組由一主一從構成

#相關命令	
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server
usage:codis-config server listcodis-config server add <group_id> <redis_addr> <role>codis-config server remove <group_id> <redis_addr>codis-config server promote <group_id> <redis_addr>codis-config server add-group <group_id>codis-config server remove-group <group_id>
#group 1
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 1 10.80.80.124:6380 master
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 1 10.80.80.124:6381 slave
#group 2
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 2 10.80.80.126:6380 master
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 2 10.80.80.126:6381 slave
#group 3
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 3 10.80.80.123:6380 master
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 3 10.80.80.123:6381 slave

注意：1.點擊“Promote to Master”就會將slave的redis提升為master，而原來的master會自己主動下線。

? ? 2./usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 能夠加入機器到對應組中。也能夠更新redis的主/從角色。

? ? 3.若為新機器，此處的keys應該為空

(4)?設置 server group 服務的 slot 范圍（124上）

#相關命令
/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini slot
usage:codis-config slot init [-f]codis-config slot info <slot_id>codis-config slot set <slot_id> <group_id> <status>codis-config slot range-set <slot_from> <slot_to> <group_id> <status>codis-config slot migrate <slot_from> <slot_to> <group_id> [--delay=<delay_time_in_ms>]codis-config slot rebalance [--delay=<delay_time_in_ms>]#Codis 採用 Pre-sharding 的技術來實現數據的分片, 默認分成 1024 個 slots (0-1023), 對于每個key來說, 通過下面公式確定所屬的 Slot Id : SlotId = crc32(key) % 1024 每個 slot 都會有一個特定的 server group id 來表示這個 slot 的數據由哪個 server group 來提供。

我們在此將1024個slot分為三段，分配例如以下： /usr/local/codis/bin/codis-config -c conf/config.ini slot range-set 0 340 1 online /usr/local/codis/bin/codis-config -c conf/config.ini slot range-set 341 681 2 online /usr/local/codis/bin/codis-config -c conf/config.ini slot range-set 682 1023 3 online

(5)啟動codis-proxy（在3臺服務器上） 

#codis_proxy的日志文件夾
mkdir -p /data/codis/codis_proxy/logs
codis_home=/usr/local/codis
log_path=/data/codis/codis_proxy/logs
nohup $codis_home/bin/codis-proxy --log-level warn -c $codis_home/conf/config.ini -L $log_path/codis_proxy_1.log  --cpu=8 --addr=0.0.0.0:19000 --http-addr=0.0.0.0:11000 > $log_path/nohup.out 2>&1 &

黑線處：codis讀取server的主機名。

注意：若client相關訪問proxy，須要在client加入hosts

(6)上線codis-proxy

codis_home=/usr/local/codis
log_path=/data/codis/codis_proxy/logs
nohup $codis_home/bin/codis-proxy --log-level warn -c $codis_home/conf/config.ini -L $log_path/codis_proxy_1.log  --cpu=8 --addr=0.0.0.0:19000 --http-addr=0.0.0.0:11000 > $log_path/nohup.out 2>&1 &

注：啟動codis_proxy后。proxy此時處于offline狀態。無法對外提供服務，必須將其上線后才干對外提供服務。


ok，至此codis已經能夠對外提供服務了。


三.HA

codis的ha分為前端proxy的ha以及后端codis-server的ha，在此簡單說下proxy的ha。

對于上層proxy來說，尤其是javaclient來，codis提供jodis(改動過的jedis)來實現proxy的ha。

它會通過監控zk上的注冊信息來實時獲得當前可用的proxy列表，既能夠保證高可用性。也能夠通過輪流請求全部的proxy實現負載均衡；支持proxy的自己主動上線和下線。



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