Redis集群服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)(圖文步驟)

更新時(shí)間：2023年09月07日 10:19:28 作者：師范大學(xué)通信大怨總

本文介紹了Redis集群服務(wù)器的優(yōu)勢(shì),為讀者提供了全面的Redis集群服務(wù)器知識(shí)和使用技巧,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

集群簡(jiǎn)介

試想有一家餐廳，如果顧客人數(shù)較少，那么餐廳只需要一個(gè)服務(wù)員即可，如圖1。但是，當(dāng)顧客人數(shù)非常多時(shí)，一個(gè)服務(wù)員是絕對(duì)不夠的，如圖2。此時(shí)，餐廳需要雇用更多的服務(wù)員來(lái)解決大量訪(fǎng)問(wèn)（顧客就餐）的問(wèn)題。如圖3。

以上的情景就是“集群”的產(chǎn)生原因及解決方案。將顧客比作客戶(hù)端，服務(wù)員比作服務(wù)器端，當(dāng)少量客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端時(shí)，一臺(tái)服務(wù)器完全足夠；但如果有大量的客戶(hù)端來(lái)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器端，就需要在服務(wù)器端搭建多臺(tái)服務(wù)器，以緩解大量訪(fǎng)問(wèn)帶來(lái)的壓力。服務(wù)器端搭建的多臺(tái)服務(wù)器，就稱(chēng)為“集群服務(wù)器”。

集群特點(diǎn)

失敗遷移

餐廳里，如果只有一個(gè)服務(wù)員，那么一旦服務(wù)員出現(xiàn)異常情況（如生病、事假等），顧客的所有就餐請(qǐng)求都將無(wú)法滿(mǎn)足。同樣地，如果只有一臺(tái)服務(wù)器，那么一旦服務(wù)器出現(xiàn)異常（如宕機(jī)、物理?yè)p壞等），所有的客戶(hù)端請(qǐng)求也將無(wú)法得到響應(yīng)。為了避免上述風(fēng)險(xiǎn)，就可以使用多臺(tái)服務(wù)器組成“集群服務(wù)器”，即使某一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生了異常，集群服務(wù)器也依然能夠正常地處理客戶(hù)端請(qǐng)求。例如，當(dāng)客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器C時(shí)，即使服務(wù)器C發(fā)生了異常，集群服務(wù)器也可以通過(guò)服務(wù)器A或服務(wù)器B對(duì)客戶(hù)端做出響應(yīng)。這種容錯(cuò)機(jī)制，就是集群服務(wù)器的第一個(gè)特點(diǎn)——失敗遷移。

負(fù)載均衡

如果在一臺(tái)服務(wù)器中部署了4個(gè)功能，那么無(wú)論客戶(hù)端請(qǐng)求哪一個(gè)功能，都需要這臺(tái)服務(wù)器來(lái)處理，如圖4。而如果采用的是集群服務(wù)器，就可以只在某一臺(tái)服務(wù)器上部署部分功能（例如只部署3個(gè)功能），多臺(tái)服務(wù)器共同處理客戶(hù)端請(qǐng)求。如圖5。此集群服務(wù)器中，4個(gè)功能均被部署了三次，因此能夠處理的請(qǐng)求次數(shù)也將提高三倍。換句話(huà)說(shuō)，此集群服務(wù)器可以將一臺(tái)服務(wù)器的負(fù)載量，分配到四臺(tái)服務(wù)器上處理，即負(fù)載均衡。此外，集群服務(wù)器可以分為“水平集群”和“垂直集群”。水平集群是指在不同的計(jì)算機(jī)上各自安裝一臺(tái)服務(wù)器；垂直集群是指在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上安裝多個(gè)服務(wù)器。

使用Apache + Tomcat搭建集群服務(wù)器

Apache是web服務(wù)器，解析速度非?？觳⑶曳€(wěn)定性強(qiáng)，但只能解析靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)，無(wú)法處理JSP等動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。而Tomcat是運(yùn)行在A(yíng)pache之上的應(yīng)用服務(wù)器，可以解析靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)，但解析速度比Apache稍慢。因此，可以采用Apache + Tomcat 搭建服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)靜分離”，即用Apache處理靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)，用Tomcat處理動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)。此外，Apache可以對(duì)多個(gè)Tomcat服務(wù)器進(jìn)行調(diào)度，因此可以在A(yíng)pache上搭建多個(gè)Tomcat服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)Tomcat集群。（具體步驟請(qǐng)參閱相關(guān)資料）

使用Nginx + Tomcat搭建集群服務(wù)器

Nginx 是一款輕量級(jí)的反向代理服務(wù)器，可以方便地存儲(chǔ)服務(wù)端的靜態(tài)資源，實(shí)現(xiàn)服務(wù)端資源的動(dòng)靜分離，以及快速搭建集群服務(wù)器。Nginx 支持“萬(wàn)”級(jí)別的高并發(fā)連接，用于反向代理時(shí)，非常穩(wěn)定，并且能夠在不間斷服務(wù)的情況下進(jìn)行維護(hù)（即熱部署）。此外，Nginx是一款開(kāi)源軟件，使用成本低廉。

（a）在服務(wù)器中，HTML、CSS、JS、圖片、音頻、視頻等資源屬于靜態(tài)資源；由java編寫(xiě)的后臺(tái)代碼（servlet等）屬于動(dòng)態(tài)資源。通常，Tomcat 等服務(wù)器擅長(zhǎng)處理動(dòng)態(tài)資源，而對(duì)靜態(tài)資源的處理效率較差。因此，如果能將服務(wù)器中的靜態(tài)資源和動(dòng)態(tài)資源相分離，只把動(dòng)態(tài)請(qǐng)求交給Tomcat等服務(wù)器處理，而把靜態(tài)資源交給Nginx處理，就能大幅提高服務(wù)端的整體性能。Nginx可以根據(jù)客戶(hù)端請(qǐng)求的URL后綴判斷請(qǐng)求的是靜態(tài)資源還是動(dòng)態(tài)資源。（Nginx+Tomcat實(shí)現(xiàn)動(dòng)靜分離具體步驟請(qǐng)參閱相關(guān)資料）

（b）垂直集群案例（在IP為192.168.43.169的電腦上安裝兩個(gè)Tomcat服務(wù)器）

第一步，配置Tomcat

官網(wǎng)下載Tomcat后解壓，重命名，如C:\Users\johny\Desktop\apache-tomcat-9.1080

再?gòu)?fù)制一份，重命名C:\Users\johny\Desktop\apache-tomcat-9.2080

修改兩個(gè)Tomcat的配置文件

把項(xiàng)目ssm.war分別部署到兩個(gè)Tomcat服務(wù)器，直接復(fù)制粘貼到webapps下，即可。

啟動(dòng)兩個(gè)Tomcat服務(wù)器，雙擊startup.bat文件，即可。

注：由于Tomcat依托于jdk，想通過(guò)雙擊Tomcat服務(wù)器下\bin\startup.bat啟動(dòng)Tomcat服務(wù)器前，須先配置環(huán)境變量JAVA_HOME

第二步，配置數(shù)據(jù)庫(kù)

由于ssm項(xiàng)目中是通過(guò)遠(yuǎn)程連接訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以需要在mysql8.x中創(chuàng)建新用戶(hù)。

第三步，配置Nginx

官網(wǎng)下載Nginx后解壓，如 C:\Users\johny\Desktop\nginx-1.16.1\

修改Nginx的配置文件

把前端項(xiàng)目文件夾dist復(fù)制粘貼到d盤(pán)根目錄下，即 d:/dist

啟動(dòng)Nginx服務(wù)器，雙擊nginx.exe文件，即可。

第四步，測(cè)試

在瀏覽器請(qǐng)求 http://192.168.43.169:8081/，并不斷進(jìn)行操作,Nginx服務(wù)器默認(rèn)會(huì)在兩臺(tái)Tomcat之間輪詢(xún)?cè)L問(wèn)

第五步，配置“IP_Hash”策略，避免Session混亂

IP_Hash策略的原理是：Nginx會(huì)計(jì)算每個(gè)用戶(hù)請(qǐng)求時(shí)所在IP地址的Hash值，因?yàn)橥粋€(gè)用戶(hù)的IP值相同，因此對(duì)同一個(gè)用戶(hù)計(jì)算的Hash值也必然相同。之后，Nginx再建立Hash值和Tomcat節(jié)點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣就保證每個(gè)用戶(hù)只會(huì)訪(fǎng)問(wèn)集群中的同一個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，就不會(huì)造成Session混亂的情況。

修改Nginx配置ip_hash

這樣，同一用戶(hù)始終訪(fǎng)問(wèn)的就是集群中的同一個(gè)Tomcat節(jié)點(diǎn)，因此，每次訪(fǎng)問(wèn)時(shí)獲取的Session對(duì)象就是相同的了。

問(wèn)題：

Nginx同網(wǎng)段ip_hash負(fù)載均衡無(wú)效果?。?！

Nginx ip_hash在局域網(wǎng)中所有機(jī)器訪(fǎng)問(wèn)的都是同一臺(tái)機(jī)器沒(méi)有Hash。造成原因如被Hash的ip為192.168.43.169；實(shí)則上Nginx進(jìn)行Hash算法時(shí)取的是192.168.43。所以在局域網(wǎng)同網(wǎng)段所有機(jī)器得到的結(jié)果服務(wù)器都是同一臺(tái)。

解決：

修改Nginx目錄源碼：nginx-1.16.1\src\http\modules\ngx_http_upstream_ip_hash_module.c

將源碼修改為通過(guò)全I(xiàn)P進(jìn)行hash，可參閱相關(guān)資料。

還可以開(kāi)發(fā)獨(dú)立的Session服務(wù)器，或者使用Session廣播等方式讓多個(gè)Tomcat共享同一份Session對(duì)象，有興趣可自行研究。

（c）水平集群案例（在IP為192.168.43.169和IP為192.168.43.166的兩臺(tái)電腦上分別安裝一個(gè)Tomcat服務(wù)器）