高性能高并发网站架构，教你搭建Redis5缓存集群

一、Redis集群介绍

Redis真的是一个优秀的技术，它是一种key-value形式的NoSQL内存数据库，由ANSI C编写，遵守BSD协议、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。 Redis最大的特性是它会将所有数据都放在内存中，所以读写速度性能非常好。Redis是基于内存进行操作的，性能较高，可以很好的在一定程度上解决网站一瞬间的并发量，例如商品抢购秒杀等活动。

网站承受高并发访问压力的同时，还需要从海量数据中查询出满足条件的数据，需要快速响应，前端发送请求、后端和mysql数据库交互，进行sql查询操作，读写比较慢，这时候引入Redis ,把从mysql 的数据缓存到Redis 中，下次读取时候性能就会提高；当然，它也支持将内存中的数据以快照和日志的形式持久化到硬盘，这样即使在断电、机器故障等异常情况发生时数据也不会丢失，Redis能从硬盘中恢复快照数据到内存中。

Redis 发布了稳定版本的 5.0 版本，放弃 Ruby的集群方式，改用 C语言编写的 redis-cli的方式，是集群的构建方式复杂度大大降低。Redis-Cluster集群采用无中心结构，每个节点保存数据和整个集群状态，每个节点都和其他所有节点连接。

为了保证数据的高可用性，加入了主从模式，一个主节点对应一个或多个从节点，主节点提供数据存取，从节点则是从主节点拉取数据备份，当这个主节点挂掉后，就会有这个从节点选取一个来充当主节点，从而保证集群不会挂掉。

redis-cluster投票:容错，投票过程是集群中所有master参与,如果半数以上master节点与master节点通信超过(cluster-node-timeout),认为当前master节点挂掉。

集群中至少应该有奇数个节点，所以至少有三个节点，每个节点至少有一个备份节点，所以下面使用6节点（主节点、备份节点由redis-cluster集群确定）。6个节点分布在一台机器上，采用三主三从的模式。实际应用中，最好用多台机器，比如说6个节点分布到3台机器上，redis在建立集群时为自动的将主从节点进行不同机器的分配。

二、单机redis模式

下载源码redis5.0并解压编译

wget http://download.redis.io/releases/redis-5.0.0.tar.gz

tar xzf redis-5.0.0.tar.gz

cd redis-5.0.0

make

redis前端启动需要改成后台启动.

修改redis.conf文件,将daemonize no ->daemonize yes

vim redis.conf

启动redis

/www/server/redis/src/redis-server /www/server/redis/redis.conf

查看redis是否在运行

ps aux|grep redis

现在是单机redis模式完成。

三、redis集群模式：

1.创建6个Redis配置文件

cd /usr/local/

mkdir redis_cluster //创建集群目录

cd redis_cluster

mkdir 7000 7001 7002 7003 7004 7005//分别代表6个节点

其对应端口 7000 7001 7002 70037004 7005

2.复制配置文件到各个目录

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7000/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7001/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7002/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7003/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7004/

cp /www/server/redis/redis.conf /usr/local/redis_cluster/7005/　

3.分别修改配置文件

vim /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

vim /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

如下

port 7000 #端口

cluster-enabled yes #启用集群模式

cluster-config-file nodes_7000.conf ＃集群的配置 配置文件首次启动自动生成

cluster-node-timeout 5000 #超时时间 5秒

appendonly yes ＃aof日志开启 它会每次写操作都记录一条日志

daemonize yes #后台运行

protected-mode no #非保护模式

pidfile /var/run/redis_7000.pid

//下面可以不写

#若设置密码，master和slave需同时配置下面两个参数：

masterauth "jijiji" #连接master的密码

requirepass "jijiji" #自己的密码　

cluster-config-file，port，pidfile对应数字

4.启动节点

cd /www/server/redis/src/

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7000/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7001/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7002/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7003/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7004/redis.conf

./redis-server /usr/local/redis_cluster/7005/redis.conf

查看redis运行

ps aux|grep redis

5.启动集群

/www/server/redis/src/redis-cli --cluster create 127.0.0.1:7000 127.0.0.1:7001 127.0.0.1:7002 127.0.0.1:7003 127.0.0.1:7004 127.0.0.1:7005 --cluster-replicas 1

这里使用的命令是create，因为我们要创建一个新的集群。 该选项--cluster-replicas 1意味着我们希望每个创建的主服务器都有一个从服。

输入yes

至此，Reids5 集群搭建完成。

6.检查Reids5集群状态

可以执行redis-cli --cluster check host:port检查集群状态slots详细分配。

redis-cli --cluster info 127.0.0.1:7000

7.停止Reids5集群

（1）.因为Redis可以妥善处理SIGTERM信号，所以直接kill -9也是可以的，可以同时kill多个,然后再依次启动。

kill -9 PID PID PID

（2）.redis5 提供了关闭集群的工具，修改文件： /www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster

端口PROT设置为6999，NODES为6，工具会生成 7000-7005 六个节点 用于操作。

修改后，执行如下命令关闭集群：

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster stop

重新启动集群：

/www/server/redis/utils/create-cluster/create-cluster start　

8.帮助信息

执行redis-cli --cluster help,查看更多帮助信息

redis-cli --cluster help

吉海波

技术这玩意儿，你不深入使用它，你就不知道它有多牛，更不知道会有多难！

并发:指定时间段内的请求数！

高并发:指定时间段内的超多请求数！

比如tomcat，单机最大支持并发数为8000左右，redis理论值可达到几万！

那么怎么设计一套可支持高并发的系统呢？使用技术如下:

1，分布式系统，微服务:使用springcloud家族包括eureka，zuul，feign，hysrix等或者dubbo搭建一套微服务框架！

2，前后端分离:使用node.js搭建前端服务系统！

3，静态化处理:将页面，后台枚举，数据库定义表等使用静态处理方式做处理！

4，文件服务器剥离:采用单独的文件服务器，防止页面加载的阻塞！

5，缓存:使用redis，memcache等将运行时数据缓存，代替频繁的操作数据库！

6，数据库:读写分离或者分库分表，采用druid等有性能监控系统的数据库连接框架！

7，消息中间件:使用xxxmq，kafka等消息中间件，解耦服务，而且异步处理效率更高！

8，反向代理:使用nginx等负载均衡服务！

9，代码层:避免大量创建对象，避免阻塞IO，避免多层for循环，避免线程死锁，避免大量同步！

10，各种优化:包括jvm优化，表结构优化，sql优化，关键字段加索引（注意避免索引失效），连接池优化等等！

11，搜索引擎:sql有大量的like语句，有必要切换成solr等搜索引擎！

12，cdn:使用CDN技术将请求分发到最合适的主机上，避免网络传输的延迟！

13，使用batch:增删改能一次做的别分为两次，但要注意batch合理设计，防止数据丢失！

14，限流，削峰！

大型网站遇到的挑战，主要是大量的用户，高并发的访问，就算一个简单的增删查改的功能，如果面对的是百万、千万甚至亿级的用户，都是一件难度很大的事情。

数据从数据库到浏览器的过程：数据库->应用数据集->内存对象->动态页面->HTTP服务器->用户浏览器。 那么我们可以把高并发的设计分成几个层次：

前端是指，用户的请求还没有到服务前的环节。

系统架构大了，部署的服务器多了，很多事情不可能通过人工完成了，比如一个接口调用发生了错误，不可能人工登录到服务器上去查日志吧，所以这些东西也是必不可少的。

都是说个大概，后面有机会的话，会把每一项都展开详细说明。

希望我的回答能够帮助到你！

我们通过这些架构要素来衡量我们整体系统架构设计的优劣，来判断是否达到了我们的要求。

性能是大型网站架构设计的一个重要方面，任何软件架构设计方案都必须考虑可能带来的性能问题，也正因为性能问题几乎无处不在，在请求链路的任何一个环节，都是我们去做极致性能优化方案中的切入点。

衡量一个系统架构设计是否满足高可用的目标，就是假设系统中任何一台或者多台服务器宕机时，以及出现各种不可预期的问题时，系统整体是否依然可用。

网站的伸缩性是指不需要改变服务器的硬件设计，仅仅靠改变应用服务器的部署数量，就可以扩大或缩小服务器的处理能力。

网站快速发展，功能不断扩展，如何设计网站的架构使其能够快速响应需求变化，是网站可扩展架构的主要目标。

互联网跟传统软件不同，它是开放的，任何人在任何地方都可以访问网站。网站的安全架构就是保护网站不受恶意访问和攻击，保护网站的重要数据不被窃取。

安全性架构，具体来说说就是保证数据的保密性、完整性、真实性、占有性。

要完全掌握大型网站的架构设计方案，或许你可以点击我头像，进入我的专栏"深入大型网站核心架构实战"。

这期专栏是笔者总结了当下这些互联网行业中相对成熟且经过大型网站检验的技术和方案，内容涵盖构建大型互联网系统服务所需的关键技术。

高并发主要是由于网站PV访问量大，单台服务器涌承载大量访问所带来的压力，所以会采用多台服务器进行分流，采用服务器集群技术，对于每个访问会被发送到哪台服务器，我们采取负载均衡策略，常见的技术有LVS，由于网站中有大量的静态页面，所以采用缓存服务器和反向代理技术，包括HAPROXY，REDIS,数据库可以采用数据库集群，进行读写分离，缓解数据库压力。等等。

---