redis的分布式解决方案--codis

codis是豌豆荚开源的分布式服务器，目前处于稳定阶段。

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

Codis 是一个分布式 Redis 解决方案, 对于上层的应用来说, 连接到 Codis Proxy 和连接原生的 Redis Server 没有明显的区别 (不支持的命令列表), 上层应用可以像使用单机的 Redis 一样使用, Codis 底层会处理请求的转发, 不停机的数据迁移等工作, 所有后边的一切事情, 对于前面的客户端来说是透明的, 可以简单的认为后边连接的是一个内存无限大的 Redis 服务.

基本框架如下：



Codis 由四部分组成:
Codis Proxy (codis-proxy)

Codis Manager (codis-config)

Codis Redis (codis-server)

ZooKeeper

codis-proxy 是客户端连接的 Redis 代理服务, codis-proxy 本身实现了 Redis 协议, 表现得和一个原生的 Redis 没什么区别 (就像 Twemproxy), 对于一个业务来说, 可以部署多个 codis-proxy, codis-proxy 本身是无状态的.
codis-config 是 Codis 的管理工具, 支持包括, 添加/删除 Redis 节点, 添加/删除 Proxy 节点, 发起数据迁移等操作. codis-config 本身还自带了一个 http server, 会启动一个 dashboard, 用户可以直接在浏览器上观察
Codis 集群的运行状态.

codis-server 是 Codis 项目维护的一个 Redis 分支, 基于 2.8.13 开发, 加入了 slot 的支持和原子的数据迁移指令. Codis 上层的 codis-proxy 和 codis-config 只能和这个版本的 Redis 交互才能正常运行.

ZooKeeper(以下简称ZK)是一个分布式协调服务框架，可以做到各节点之间的数据强一致性。简单的理解就是在一个节点修改某个变量的值后，在其他节点可以最新的变化，这种变化是事务性的。通过在ZK节点上注册监听器，就可以获得数据的变化。

Codis 依赖 ZooKeeper 来存放数据路由表和 codis-proxy 节点的元信息, codis-config 发起的命令都会通过 ZooKeeper 同步到各个存活的 codis-proxy.

注：1.codis新版本支持redis到2.8.21

2.codis-group实现redis的水平扩展

下面我们来部署环境：

10.80.80.124 zookeeper_1
codis-configcodis-server-master,slavecodis_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

说明：

1.为了确保zookeeper的稳定性与可靠性，我们在124、126、123上搭建zookeeper集群来对外提供服务；

2.codis-cofig作为分布式redis的管理工具，在整个分布式服务器中只需要一个就可以完成管理任务；

3.codis-server和codis-proxy在3台服务器提供redis和代理服务。

一.部署zookeeper集群

1.配置hosts（在3台服务器上）

10.80.80.124 codis1

10.80.80.126 codis2

10.80.80.123 codis3

2.配置java环境（在3台服务器上）

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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.jar

source /etc/profile

3.安装zookeeper（在3台服务器上）

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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.配置环境变量（在3台服务器上）

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vim /etc/profile

#zookeeper

ZOOKEEPER_HOME=/usr/local/zookeeper-3.4.6

export PATH=$PATH:$ZOOKEEPER_HOME/bin

source /etc/profile

5.修改zookeeper配置文件（在3台服务器上）

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#创建zookeeper的数据目录和日志目录

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下创建myid文件，对应节点id（在3台服务器上）

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#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.启动zookeeper服务（在3台服务器上）

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/usr/local/zookeeper-3.4.6/bin/zkServer.sh start

注：在你所在的当前目录下会生成一个zookeeper.out的日志文件，里面记录了启动过程中的详细信息；由于集群没有全部信息，会报“myid 2或myid 3 未启动”的信息，当集群全部启动后就会正常，我们可以忽略。

8.查看zookeeper所有节点的状态（在3台服务器上）

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#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.安装go语言（在3台服务器上）

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tar -zxvf go1.4.2.linux-amd64.tar.gz -C /usr/local/

2.添加go环境变量（在3台服务器上）

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vim /etc/profile

#go

export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin

export GOPATH=/usr/local/codis

source /etc/profile

3.安装codis（在3台服务器上）

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go get github.com/wandoulabs/codis

cd $GOPATH/src/github.com/wandoulabs/codis

#执行编译测试脚本，编译go和reids。

./bootstrap.sh

make gotest

#将编译好后，把bin目录和一些脚本复制过去/usr/local/codis目录下

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台服务器上，在此以124为例）

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#124

cd /usr/local/codis/conf

vim config.ini

zk=codis1:2181,codis2:2181,codis3:2181

product=codis

#此处配置图形化界面的dashboard，注意codis集群只要一个即可，因此全部指向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

#此处配置图形化界面的dashboard，注意codis集群只要一个即可，因此全部指向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

#此处配置图形化界面的dashboard，注意codis集群只要一个即可，因此全部指向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.修改codis-server的配置文件（在3台服务器上）

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#创建codis-server的数据目录和日志目录

mkdir -p /data/codis/codis-server/{data,logs}

cd /usr/local/codis/redis_conf

#主库

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

#从库

cp 6380.conf 6381.conf

sed -i 's/6380/6381/g' 6381.conf

6.添加内核参数

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echo "vm.overcommit_memory = 1" >> /etc/sysctl.conf

sysctl -p

7.按照启动流程启动

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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
虽然scripts目录下面有相应启动脚本，也可以用startall.sh全部启动，但刚开始建议手动启动，以熟悉codis启动过程。

由于之前zookeeper已经启动，下面我们来启动其他项目。

注：1.在启动过程中需要指定相关日志目录或配置文件目录，为便于统一管理，我们都放在/data/codis下；

2.dashboard在codis集群中只需要在一台服务器上启动即可，此处在124上启动；凡是用codis_config的命令都是在124上操作，其他启动项需要在3台服务器上操作。

相关命令如下：

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/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:

server

slot

dashboard

action

proxy

(1)启动dashboard（在124上启动）

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#dashboard的日志目录和访问目录

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 &

通过10.80.80.124:18087即可访问图形管理界面



(2)启动codis-server（在3台服务器上）

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/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)添加 Redis Server Group（124上）

注意：每一个 Server Group 作为一个 Redis 服务器组存在, 只允许有一个 master, 可以有多个 slave, group id 仅支持大于等于1的整数

目前我们在3台服务器上分了3组，因此我们需要添加3组，每组由一主一从构成

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#相关命令

/usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server

usage:

codis-config server list

codis-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.点击“Promote to Master”就会将slave的redis提升为master，而原来的master会自动下线。

2./usr/local/codis/bin/codis-config -c /usr/local/codis/conf/config.ini server add 可以添加机器到相应组中，也可以更新redis的主/从角色。

3.若为新机器，此处的keys应该为空

(4) 设置 server group 服务的 slot 范围（124上）

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#相关命令

/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 采用 Pre-sharding 的技术来实现数据的分片, 默认分成 1024 个 slots (0-1023), 对于每个key来说, 通过以下公式确定所属的 Slot Id : SlotId = crc32(key) % 1024 每一个 slot 都会有一个特定的 server group id 来表示这个 slot 的数据由哪个 server group 来提供。

我们在此将1024个slot分为三段，分配如下：

/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)启动codis-proxy（在3台服务器上）

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#codis_proxy的日志目录

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 &



黑线处：codis读取服务器的主机名。

注意：若客户端相关访问proxy，需要在客户端添加hosts

(6)上线codis-proxy

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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：启动codis_proxy后，proxy此时处于offline状态，无法对外提供服务，必须将其上线后才能对外提供服务。

ok，至此codis已经可以对外提供服务了。

三.HA

codis的ha分为前端proxy的ha以及后端codis-server的ha，在此简单说下proxy的ha。

对于上层proxy来说，尤其是java客户端来，codis提供jodis(修改过的jedis)来实现proxy的ha。它会通过监控zk上的注册信息来实时获得当前可用的proxy列表，既可以保证高可用性，也可以通过轮流请求所有的proxy实现负载均衡；支持proxy的自动上线和下线。