Redis 經常使用的分佈式緩存集羣模式

本文爲《持續演進的 Cloud Native》的一篇學習記錄。

 

1、Redis 自帶的集羣功能（Redis Cluster）

 

 

優點：

1. 去中心化

元數據分佈在全部節點，不會輕易丟失。

 

2. 部署簡單

Redis 自帶的 redis-cli 便可。

 

3. 性能高

由於沒必要經過代理。

 

劣勢：

1. SDK 複雜

不是大問題。Lettuce 和 Spring Data Redis（底層也是 Lettuce）對它有很好支持。

 

2. 沒有良好的界面管理

目前官方有個簡單的界面管理。若是須要，能夠定製修改或自研。

 

3. 不一致問題

在主從異步、從新選主的過程當中，Redis 集羣不保證強一致性。當發生網絡分區的時候，若是主服務器剛好在少數節點，實際上有一個能夠繼續寫入的時間窗口。當多數節點完成從新選主，而網絡分區恢復以後，會覆蓋舊的主服務器在這個時間窗口內所寫的數據。

 

4. gossip 協議的性能問題

當節點不少時，gossip 協議的報文會佔據比較大的帶寬。

 

注：目前最新版的 Redis 自帶集羣已經能夠在 NAT 後面工做了。

 

2、客戶端模式

 

 

客戶端作負載均衡，而且直連 Redis 節點。

用 etcd 等做爲註冊發現服務，可實現 Redis 節點的動態改變（增刪節點，節點擴容）。

 

優點：

1. 數據分散

將數據分到多個節點，總體容量獲得了提高。

當一個節點不可用時，只有 1/n 的流量穿透緩存，不會對後端存儲形成很大危害。

 

2. 可用性高

部分節點掛了不影響其餘節點。

若是不要求緩存高可用，能夠不作主從，不持久化。

注：Redis 的兩種持久化方式，RDB 可能形成不一致，AOF 性能比較差。若是須要持久化根據業務場景選擇。

 

3. 能夠動態配置

etcd 便可實現。

 

4. 擴容方便

擴容能夠採用 presharding、數據遷移兩種方式。能夠利用 slot 機制遷移數據，在 etcd 中存儲 slot 元數據，若是將數據劃分爲 1024 個 slot，再以 slot 爲單位分片存儲到多個 Redis 節點上。當須要遷移數據時，以 slot 爲單位遷移，要比以節點爲單位遷移溫和得多。

 

5. 性能高

由於客戶端直連 Redis。

 

劣勢：

SDK 開發起來比較複雜。但問題不大，由於 SDK 開發完成後不會常常修改。

 

3、代理模式

 

 

優點：

1. 控制力強

2. 簡單（客戶端用起來簡單，連代理就行）

3. Redis 鏈接數可控

 

劣勢：

響應時間升高（由於多走了一次代理）。

是否考慮代理模式，取決於增長的響應時間可否被接受。

設沒有代理時，整個請求過程消耗的時間爲 A，加入代理以後，增長的時間爲 B。若是 B 和 A 相比能夠忽略或不在意增長 B，則能夠考慮使用該模式。

 

4、SideCar 模式

 

 

與代理模式的異同：

因爲客戶端和 sidecar 在一個 pod 中，性能更好一些。

須要將 sidecar 作成無狀態的，由於 sidecar 的數量可能不少。