如何开发一个高性能的redis cluster proxy

本篇文章为大家展示了如何开发一个高性能的redis cluster proxy，内容简明扼要并且容易理解，绝对能使你眼前一亮，通过这篇文章的详细介绍希望你能有所收获。

背    景

redis cluster简介

Redis cluster是redis官方提供集群方案，设计上采用非中心化的架构，节点之间通过gossip协议交换互相的状态，redis cluster使用数据分片的方式来构建集群，集群内置了16384个哈希槽，每个key都属于这16384这个哈希槽中的一个，通过crc16算法计算哈希值，再取余可得每个key归属的哈希槽；redis cluster支持动态加入新节点，动态迁移slot，自动的故障转移等。

Redis cluster的架构要求客户端需要直接与redis集群中的每个节点建立连接，并且当出现新增节点加入、节点宕机failover、slot迁移等事件时，客户端需要能够通过redis cluster协议去更新本地的slot映射表，并且能处理ASK/MOVE语义，因此，我们一般称实现了redis cluster协议的客户端为smart redis client。

Redis cluster最多可以构建超过100个主节点的集群（超过之后gossip协议开销过大，且可能引起集群不稳定），按照单节点10G容量（单实例内存过大可能导致性能下降），单集群最多可以支撑1T左右的容量。

问    题

Redis cluster有很多优点（比如可以构建大容量集群，性能好，扩缩容灵活），但是当一些项目工程期望从redis迁移到redis cluster时，客户端却面临着大量的改造工作，与此同时带来的是需要大量的测试工作以及引入的新风险，这对于一些稳定运行的线上工程代价无疑是巨大的。

需    求

为了更方便的将业务迁移到redis cluster，最期望的是客户端SDK的API完全兼容redis/redis-cluster，spring提供的RedisTemplate是一个很好实现，但是对于没有使用SpringRedisTemplate的项目，很多客户端实现的redis和redis-cluster访问API是不一致的（比如Java中流行的Jedis），这无形中提高了迁移工作的工作量和复杂性，此时redis cluster proxy是不错的选择，有了proxy，就可以像操作单实例redis一样操作redis cluster，客户端程序就不需要做任何的修改。 

当然，增加一层proxy，必然会导致性能有一定程度的下降，但是proxy作为无状态的服务，理论上可以水平扩展，并且由于proxy层的存在减少了后端redis server的连接数，在某些极限场景下甚至能提高redis集群整体的吞吐量。此外，基于proxy，我们还可以做很多额外的事情：

• 比如可以在proxy层做分片逻辑，这样当单集群的redis cluster不满足需求（内存/QPS）时，就可以通过proxy层实现透明的同时访问多个redis cluster集群。

• 再比如可以在proxy层做双写逻辑，这样在迁移或者拆分缓存类型的redis时，就不需要使用redis-migrate-tool之类的工具进行全量迁移，而只需要按需双写，即可完成迁移。

• 此外因为proxy实现了redis协议，因此可以在proxy层利用其它存储介质实现redis相关命令，从而可以模拟成redis对外服务。一个典型的场景就是冷热分离存储。

  功    能

介于上述各种原因和需求，我们基于netty开发了camellia-redis-proxy这样一个中间件，支持如下特性：

• 支持设置密码

• 支持代理到普通redis，也支持代理到redis cluster

• 支持配置自定义的分片逻辑（可以代理到多个redis/redis-cluster集群）

• 支持配置自定义的双写逻辑（服务器会识别命令的读写属性，配置双写之后写命令会同时发往多个后端）

• 支持外部插件，从而可以复用协议解析模块（当前包括camellia-redis-proxy-hbase插件，实现了zset命令的冷热分离存储）

• 支持在线变更配置（需引入camellia-dashboard）

• 支持多个业务逻辑共享一套proxy集群，如：A业务配置转发规则1，B业务配置转发规则2（需要在建立redis连接时通过client命令设置业务类型）

• 对外提供了一个spring-boot-starter，3行代码即可快速搭建一个proxy集群

当然，还有另外一个方案，可以将proxy节点注册到zk/Eureka/Consul等注册中心，客户端通过拉取和监听proxy的列表，然后再向访问单节点redis一样访问每个proxy即可。以Jedis为例，仅需将JedisPool替换为封装了注册发现逻辑的RedisProxyJedisPool，即可像访问普通redis一样使用proxy了，此时，部署架构图如下：

应用场景

• 需要从redis迁移到redis-cluster，但是客户端代码不方便修改

• 客户端直连redis-cluster，导致cluster服务器连接过多，导致服务器性能下降

• 单个redis/redis-cluster集群容量/QPS不满足业务需求，使用camellia-redis-proxy的分片功能

• 缓存类redis/redis-cluster集群拆分迁移，使用camellia-redis-proxy的双写功能

• 使用双写功能进行redis/redis-cluster的灾备

• 混合使用分片和双写功能的一些业务场景

• 基于camellia-redis-proxy的插件功能，开发自定义插件

Redis cluster作为官方推荐的集群方案，越来越多的项目已经或正在迁移到redis cluster，camellia-redis-proxy正是在这样的背景下诞生的；特别的，如果你是一个Java开发者，camellia还提供了CamelliaRedisTemplate这样的方案，CamelliaRedisTemplate拥有和普通Jedis一致的API，提供了mget/mset/pipeline等原生JedisCluster不支持的特性，且提供了和camellia-redis-proxy功能一致的分片/双写等特性。

上述内容就是如何开发一个高性能的redis cluster proxy，你们学到知识或技能了吗？如果还想学到更多技能或者丰富自己的知识储备，欢迎关注亿速云行业资讯频道。