Linux下Redis6.x集群搭建与主从复制详解

1、前言

在正式搭建集群之前，必须先将单机版Redis运行起来——如果这一步没有完成，后续所有操作都是徒劳。单机安装可参考《Linux服务器Redis 6.x安装、配置》，按照步骤操作即可。

2、主从复制优势

• 读写分离，提升系统扩展能力
• 故障快速恢复，增强数据可靠性

简单来说，主库负责处理写入操作，从库专门响应读请求，各司其职，从而有效分散服务器压力。

3、服务器准备

本次搭建采用一主一从的集群架构，共3组。生产环境中，建议将每组实例部署在不同物理服务器上，但为了演示方便，我们在同一台机器上运行，通过端口号加以区分。

注意： 如果使用云服务器，需在安全组和防火墙中开放两个端口段：一是Redis客户端端口（如7001-7006），二是Redis总线端口（客户端端口+10000，例如17001-17006）。两个端口缺一不可。

4、环境搭建

4.1、创建集群工作目录

mkdir /usr/local/redis/cluster -p

4.2、搭建单机环境

在cluster目录下创建redis7001文件夹，然后部署一个单机版Redis，端口设置为7001。此步骤与单机安装完全一致，不再赘述。

4.3、集群配置

先停止7001的单机实例，接着修改配置文件：

vim /usr/local/redis/cluster/redis7001/config/redis.conf

内容如下：

daemonize  yes
注释 bind 127.0.0.1
protected-mode no
daemonize yes
cluster-enabled yes
logfile "/usr/local/redis/cluster/redis7001/log/redis.log"
port 7001
# 直接指定即可，无需手动创建conf文件
cluster-config-file nodes-7001.conf
#集群对外暴露的IP（公网IP）及端口
cluster-announce-ip 111.xxx.xxx.175
cluster-announce-port 7001

这里有几个关键点：cluster-enabled yes必须开启；cluster-config-file会自动生成，无需提前创建；外网IP和端口请填写你自己的公网IP。

4.4、复制实例

将redis7001目录复制六份，分别对应7002到7006：

cp redis7001/ redis7002 -r
......
cp redis7001/ redis7006 -r

4.5、修改其他实例配置文件

其他实例均从7001复制而来，只需修改以下几处：

# logfile中的redis700x改为对应文件夹名，例如redis7002
logfile "/usr/local/redis/cluster/redis700x/log/redis.log"
# port改为对应端口，例如7002
port 700x
# cluster-config-file改为对应端口，例如nodes-7002.conf
cluster-config-file nodes-700x.conf
# cluster-announce-port改为对应端口
cluster-announce-port 700x

重复操作，将7002到7006全部修改完毕。

4.6、创建批量启动/关闭脚本

所有实例运行在同一台机器上，手动逐个启停十分繁琐，编写两个脚本可大幅简化操作。脚本放在/usr/local/redis/cluster目录下。

启动脚本：

vim start-all.sh

内容：

cd redis7001/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7002/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7003/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7004/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7005/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..
cd redis7006/bin
./redis-server ../config/redis.conf
cd ../..

授权：

chmod u+x start-all.sh

关闭脚本：

vim shutdow-all.sh

内容：

redis7001/bin/redis-cli -p 7001 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7002 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7003 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7004 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7005 shutdown
redis7001/bin/redis-cli -p 7006 shutdown

同样授权：

chmod u+x shutdow-all.sh

4.7、创建集群

1、启动所有节点

sh start-all.sh

2、创建集群连接

进入集群目录，然后执行创建命令。注意——集群至少需要三个主节点（因为投票机制要求半数以上），这里六个实例会自动分配主从关系。

cd /usr/local/redis/cluster/redis7001/bin
./redis-cli --cluster create 162.14.119.135:7001 162.14.119.135:7002 162.14.119.135:7003 162.14.119.135:7004 162.14.119.135:7005 162.14.119.135:7006 --cluster-replicas 1

参数--cluster-replicas 1表示每个主节点配备一个从节点。

3、集群连接测试

连接任意一个节点：

cd redis7001/bin
./redis-cli -h 162.14.119.135 -c -p 7001

尝试set一个键，你会发现请求自动跳转到了7002节点——说明该键的哈希槽落到了7002上。再执行get操作，也能正常取回数据，集群路由功能工作正常。

重新连接7001，然后get刚刚设置的name，Redis会自动从7002取回，用户体验与单机版完全一致。

5、整合SpringBoot

SpringBoot整合Redis单机版已广为人知，切换到集群版只需修改配置文件。以yaml为例：

spring:
  redis:
    cluster:
      nodes:
        - 162.14.119.135:7001
        - 162.14.119.135:7002
        - 162.14.119.135:7003
        - 162.14.119.135:7004
        - 162.14.119.135:7005
        - 162.14.119.135:7006
    #连接超时时间
    timeout: 3600ms
    #密码
    password:
    lettuce:
      pool:
        max-active: 8
        max-wait: -1ms
        max-idle: 8
        min-idle: 1
      shutdown-timeout: 500ms

操作非常简单，只需将单机版配置中的host和port替换为cluster.nodes列表即可。

6、删除、新增节点

动手之前，先用redis-cli --cluster check ip:port查看集群状态，获取每个节点的ID以及主从对应关系。

6.1、删除从节点

删除命令：redis-cli --cluster del-node ip:port id

./redis-cli --cluster del-node 162.14.119.135:7006 fbb17810c3df7038baf9e9f9a83b7d4a38283c29

6.2、新增从节点

被删除的节点重新启动后不会自动加入集群——它现在是一个独立的master节点。要想让它回归，必须先执行cluster reset，然后使用add-node命令添加。这里直接用之前删除的7006演示，如果你想使用全新实例，流程完全相同。

重置节点：

# 确保7006节点已启动
./redis-cli -h 162.14.119.135 -c -p 7006
cluster reset

加入集群：

./redis-cli --cluster add-node 162.14.119.135:7006 162.14.119.135:7002 --cluster-sla ve --cluster-master-id d882c3ab7f37613663d7f063c4d7eae5cefd7fb7

参数说明：add-node后面第一个参数是新节点，第二个是集群中任意一个现有节点；--cluster-sla ve表示新节点以从节点身份加入；--cluster-master-id指定它要挂载到哪个主节点下。如果不指定，系统会随机分配给一个主节点。

查看集群情况：

./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

6.3、删除主节点

删除主节点比从节点复杂——需要先将其负责的哈希槽迁移到其他主节点上，然后才能执行删除。以删除7003节点（ID为9f1e025a88826db82a4b6fc60a707dcbf7b2d6eb）为例。

首先进行槽点迁移：

./redis-cli --cluster reshard 162.14.119.135:7003

下面这张截图来自另一个场景，但操作步骤完全一致：

槽迁移完成后，即可删除节点：

./redis-cli --cluster del-node 162.14.119.135:7003 9f1e025a88826db82a4b6fc60a707dcbf7b2d6eb

再次执行check，可以看到7003已经消失。

6.4、新增主节点

这里使用全新实例进行演示。将redis7001复制一份为redis7007，修改配置并启动。

加入集群：

./redis-cli --cluster add-node 162.14.119.135:7007 162.14.119.135:7001

查看集群情况：

./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

分配槽点：

./redis-cli --cluster reshard 162.14.119.135:7007

截图来自其他场景，但操作流程完全一致：

分配从节点： 在分配槽点时，如果集群中已有空闲的从节点，它们会自动挂载到新的主节点下。如果没有，则参照前面6.2、新增从节点的步骤手动添加一个。

7、投票机制

每个哈希槽都拥有一个主节点和多个从节点。举例说明：六个节点中，A、B、C为主节点，A1、B1、C1为对应的从节点。如果A发生故障，集群会通过投票将A1提升为主节点，A1继承A的全部数据——相当于A的副本接替工作，集群继续正常运行。

投票过程由集群中所有主节点共同参与，如果半数以上的主节点与故障主节点通信超时，则判定该主节点已下线。因此，集群至少需要3个主节点，每个主节点至少配备一个从节点，总计至少6个Redis实例。

什么情况下整个集群不可用？

• a: 如果某个主节点宕机且没有从节点，集群直接进入fail状态。
• b: 如果超过半数的主节点宕机，无论是否有从节点，集群都会进入fail状态。

集群不可用时，所有操作均会收到(error) CLUSTERDOWN The cluster is down错误提示。

8、主节点宕机演示

• 当某个主节点宕机后，对应的从节点会自动升级为主节点。待原主节点重新启动，它会自动加入集群，并成为那个新主节点（原从节点升任）的从节点。
• 如果从节点宕机，重启后它仍会以原主节点的从节点身份重新加入集群。

宕机前

可以看到主节点7001，从节点7004：

宕机后

手动关闭7001，稍等片刻（默认15秒），7004从节点自动晋升为主节点，并继承数据。待7001重新启动，它会自动成为7004的从节点。

注意： 超时时间可通过cluster-node-timeout配置项进行调整。

宕机后恢复

重新启动7001节点，它会自动变为7004的从节点。

9、重置集群

有时需要从头开始，操作步骤非常简单：

1. 关闭集群中所有实例。

2. 删除每个实例bin目录下的aof、rdb、nodes.conf文件。

3. 重新建立集群：

./redis-cli --cluster create 162.14.119.135:7001 162.14.119.135:7002 162.14.119.135:7003 162.14.119.135:7004 162.14.119.135:7005 162.14.119.135:7006 --cluster-replicas 1
# 查看集群情况
./redis-cli --cluster check 162.14.119.135:7001

10、集群原理

Redis集群的核心机制是数据自动分片——将数据分散到不同的主节点上，然后主节点同步至从节点，从而实现高可用。

整个集群共有16384个哈希槽，每个键通过hash算法计算出所属槽位，然后存储到对应的主节点上。集群中的每个节点负责一部分槽位。以三个主节点为例：

• 节点A负责0号至5460号插槽。
• 节点B负责5461号至10922号插槽。
• 节点C负责10923号至16383号插槽。

当增删节点时，实际就是重新分配这些槽位，同时数据也会随之迁移。

总结

以上便是Redis 6.x集群从搭建到运维的完整实践指南。主从复制、故障转移、节点管理、集群原理等关键知识点均已覆盖，希望能够帮助你快速上手。如有疑问，欢迎交流探讨。