2024-05-02  阅读(33)
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回答

在 Redis 集群中,Redis 根据公式 HASH_SLOT=CRC16(key) mod 16384 ,来确定客户端的 key 映射到哪个分片上,然后 Redis 会去相应节点进行操作。然而,CRC16 算法最多可产生 65535 个槽位,但是 Redis 的取模 是16384 ,主要基于如下两个原因:

  1. Redis 节点在发送心跳数据包时需要将所有槽都放入到这个心跳包里,如果采用 16384 个插槽,占用空间为 2KB(16384/8);如果采用 65536 个插槽,占空间 8KB (65536/8)。8KB 的心跳数据有点儿大。
  • Redis Cluster 不太可能扩展到超过 1000 个节点,太多会导致网络拥堵。选择 16384 ,照样可以确保每个主节点都有足够的槽。

所以,选择 16384 既可以保证集群中每个节点都有足够的槽,又能保证心跳数据包不会过大。

详解

Redis 的集群方案有三种:

  1. 主从复制模式
  2. Sentinel(哨兵)模式
  3. Redis Cluster 模式

在海量数据的存储下,Redis Cluster 模式是一种比较理想的模式。

Redis Cluster 采用分片模式,它定义了 16384 个 Slot 槽位,集群中每个节点负责 16384 个 Slot 槽中的部分槽以及这些槽所对应的所有数据。

客户端可以连接集群中的任意一个节点 A,客户端向节点 A 发送请求后,节点 A利用公式 slot = CRC16(key) % 16384 计算当前请求所在的 Slot,如果不是自己负责的 Slot,则将该 Slot 所在的 Redis 实例地址返回给客户端。客户端接收信息后会自动将请求发送给新的 Redis 实例。

CRC16 算法,生成 的hash 值有 16 位,可以产生 2^16 = 65536 个槽,既然可以产生这么多槽为什么 Redis-Cluster 的最大槽数为 16384 个呢?65536 不行吗?针对这个问题,Redis 官方其实已经给出了答案(https://github.com/redis/redis/issues/2576):

大致意思有如下几个:

1、正常的心跳数据包携带节点的完整配置,它能以幂等方式来更新配置。如果采用 16384 个插槽,占空间 2KB ;如果采用 65536 个插槽,占空间 8KB 。

Redis 消息头结构如下(源码位置:redis-7.2.4/src/cluster.h):

注意红色框框部分,char 类型的 myslots[] ,长度为 CLUSTER_SLOTS/8,底层存储其实是一个 bitmap,每一个位代表一个槽,如果该位为1,表示这个槽是属于这个节点。那么他有多大呢?16384 / 8 / 1024 = 2kb,如果槽位数使用 65536,则占用空间大小为 65536 / 8 / 1024 = 8kb,作为心跳的数据包过于庞大。

2、Redis Cluster 不太可能扩展到超过 1000 个主节点。16384 个插槽范围比较合适,当集群扩展到1000个节点时,也能确保每个master节点有足够的插槽。

Redis 的集群主节点基本上不太可能超过 1000 个,集群节点越多,心跳包携带的数据就越多,如果超过 1000 个,可能会造成网络堵塞,所以 Redis 作者也不建议 Redis 集群节点数量超过 1000.

3、槽越少,节点越少,压缩比例就越高

Redis 节点配置信息中,节点所负责的槽是通过 bitmap 来保存的。

在传输过程中,Redis 会对 bitmap 进行压缩,bitmap 填充得越少,压缩效率就越高。所以槽越少,节点越少,压缩比例就越高。

4、总结

总结其实就两点原因:

  1. 16384 够用
  2. 65536 心跳消息头太大,得不偿失。
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