1.1 安装 mysql 主从复制
- 新建主服务器容器实例 3307
```bash
mysql 5.7 版本
docker run -p 3307:3306 —name mysql-master \ -v /mydata/mysql-master/log:/var/log/mysql \ -v /mydata/mysql-master/data:/var/lib/mysql \ -v /mydata/mysql-master/conf:/etc/mysql \ -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root \ -d mysql:5.7
mysql 8 版本
docker run -p 3307:3306 —name mysql-master -v /d/docker/mysql-master/log:/var/log/mysql -v /d/docker/mysql-master/data:/var/lib/mysql -v /d/docker/mysql-master/conf:/etc/mysql -v /d/docker/mysql-master/mysql-files:/var/lib/mysql-files/ -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -d mysql:latest
2. 进入 /mydata/mysql-master/conf 目录下新建 my.cnf```bashvim my.cnf
[mysqld]
## 设置server_id，同一局域网中需要唯一
server_id=101
## 指定不需要同步的数据库名称
binlog-ignore-db=mysql
## 开启二进制日志功能
log-bin=mall-mysql-bin
## 设置二进制日志使用内存大小（事务）
binlog_cache_size=1M
## 设置使用的二进制日志格式（mixed,statement,row）
binlog_format=mixed
## 二进制日志过期清理时间。默认值为0，表示不自动清理。
expire_logs_days=7
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062
mysql8 出于安全因素需要修改配置文件权限为只读，否则会忽略此文件
cd etc/mysql
chmod 644 my.cnf
修改完配置后重启 master 实例
docker restart mysql-master进入 mysql-master 容器
docker exec -it mysql-master /bin/bash mysql -uroot -prootmaster 容器实例内创建数据同步用户
CREATE USER 'slave'@'%' IDENTIFIED BY '123456'; GRANT REPLICATION SLAVE, REPLICATION CLIENT ON *.* TO 'slave'@'%';新建从服务器容器实例 3308 ```bash
mysql 5.7 版本
docker run -p 3308:3306 —name mysql-slave \ -v /mydata/mysql-slave/log:/var/log/mysql \ -v /mydata/mysql-slave/data:/var/lib/mysql \ -v /mydata/mysql-slave/conf:/etc/mysql \ -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root \ -d mysql:5.7
mysql 8 版本
docker run -p 3308:3306 —name mysql-slave -v /d/docker/mysql-slave/log:/var/log/mysql -v /d/docker/mysql-slave/data:/var/lib/mysql -v /d/docker/mysql-slave/conf:/etc/mysql -v /d/docker/mysql-slave/mysql-files:/var/lib/mysql-files/ -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -d mysql:latest
7. 进入 /mydata/mysql-slave/conf 目录下新建 my.cnf
```sql
vim my.cnf
[mysqld]
## 设置server_id，同一局域网中需要唯一
server_id=102
## 指定不需要同步的数据库名称
binlog-ignore-db=mysql
## 开启二进制日志功能，以备Slave作为其它数据库实例的Master时使用
log-bin=mall-mysql-slave1-bin
## 设置二进制日志使用内存大小（事务）
binlog_cache_size=1M
## 设置使用的二进制日志格式（mixed,statement,row）
binlog_format=mixed
## 二进制日志过期清理时间。默认值为0，表示不自动清理。
expire_logs_days=7
## 跳过主从复制中遇到的所有错误或指定类型的错误，避免slave端复制中断。
## 如：1062错误是指一些主键重复，1032错误是因为主从数据库数据不一致
slave_skip_errors=1062
## relay_log配置中继日志
relay_log=mall-mysql-relay-bin
## log_slave_updates表示slave将复制事件写进自己的二进制日志
log_slave_updates=1
## slave设置为只读（具有super权限的用户除外）
read_only=1
mysql8 出于安全因素需要修改配置文件权限为只读，否则会忽略此文件
cd etc/mysql
chmod 644 my.cnf
修改完配置后重启 slave 实例
docker restart mysql-slave在主数据库中查看主从同步状态
show master status;进入 mysql-slave 容器
docker exec -it mysql-slave /bin/bash mysql -uroot -proot在从数据库中配置主从复制
change master to master_host='宿主机ip', master_user='slave', master_password='123456', master_port=3307, master_log_file='mall-mysql-bin.000001', master_log_pos=617, master_connect_retry=30;
主从复制命令参数说明
master_host：主数据库的 IP 地址；
master_port：主数据库的运行端口；
master_user：在主数据库创建的用于同步数据的用户账号；
master_password：在主数据库创建的用于同步数据的用户密码；
master_log_file：指定从数据库要复制数据的日志文件，通过查看主数据的状态，获取 File 参数；
master_log_pos：指定从数据库从哪个位置开始复制数据，通过查看主数据的状态，获取 Position 参数；
master_connect_retry：连接失败重试的时间间隔，单位为秒。在从数据库中查看主从同步状态
show slave status \G;
在从数据库中开启主从同步
- 查看从数据库状态发现已经同步
- 主从复制测试
主机新建库-使用库-新建表-插入数据，ok
从机使用库-查看记录，ok
1.2 安装 redis 集群
1~2 亿条数据需要缓存，请问如何设计这个存储案例
单机单台 100% 不可能，肯定是分布式存储，用 redis 如何落地？
1.2.1 哈希取余分区
2 亿条记录就是 2 亿个 k，v，我们单机不行必须要分布式多机，假设有 3 台机器构成一个集群，用户每次读写操作都是根据公式：
hash(key) % N 个机器台数，计算出哈希值，用来决定数据映射到哪一个节点上。
优点：简单粗暴，直接有效，只需要预估好数据规划好节点，例如 3 台、8 台、10 台，就能保证一段时间的数据支撑。使用 Hash 算法让固定的一部分请求落到同一台服务器上，这样每台服务器固定处理一部分请求(并维护这些请求的信息)，起到负载均衡 + 分而治之的作用。
缺点：原来规划好的节点，进行扩容或者缩容就比较麻烦了额，不管扩缩，每次数据变动导致节点有变动，映射关系需要重新进行计算，在服务器个数固定不变时没有问题，如果需要弹性扩容或故障停机的情况下，原来的取模公式就会发生变化：Hash(key)/3 会变成 Hash(key) /?。此时地址经过取余运算的结果将发生很大变化，根据公式获取的服务器也会变得不可控。
某个 redis 机器宕机了，由于台数数量变化，会导致 hash 取余全部数据重新洗牌。
1.2.2 一致性哈希算法分区
- 是什么
一致性哈希算法在 1997 年由麻省理工学院中提出的，设计目标是为了解决分布式缓存数据变动和映射问题，某个机器宕机了，分母数量改变了，自然取余数不 OK 了。
- 能干嘛
提出一致性 Hash 解决方案。目的是当服务器个数发生变动时，尽量减少影响客户端到服务器的映射关系
- 步骤
- 算法构建一致性哈希环
一致性哈希算法必然有个 hash 函数并按照算法产生 hash 值，这个算法的所有可能哈希值会构成一个全量集，这个集合可以成为一个 hash 空间 [0,2^32-1]，这个是一个线性空间，但是在算法中，我们通过适当的逻辑控制将它首尾相连(0 = 2^32)，这样让它逻辑上形成了一个环形空间。它也是按照使用取模的方法，前面笔记介绍的节点取模法是对节点(服务器)的数量进行取模。而一致性 Hash 算法是对 2^32 取模，简单来说，一致性 Hash 算法将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环，如假设某哈希函数 H 的值空间为 0-2^32-1(即哈希值是一个 32 位无符号整形)，整个哈希环如下图：整个空间按顺时针方向组织，圆环的正上方的点代表 0，0 点右侧的第一个点代表 1，以此类推，2、3、4、……直到 2^32-1，也就是说 0 点左侧的第一个点代表 2^32-1，0 和 2^32-1 在零点中方向重合，我们把这个由 2^32 个点组成的圆环称为 Hash 环。
- 服务器 IP 节点映射
将集群中各个 IP 节点映射到环上的某一个位置。将各个服务器使用 Hash 进行一个哈希，具体可以选择服务器的 IP 或主机名作为关键字进行哈希，这样每台机器就能确定其在哈希环上的位置。假如 4 个节点 NodeA、B、C、D，经过 IP 地址的哈希函数计算(hash(ip))，使用 IP 地址哈希后在环空间的位置如下：
- key 落到服务器的落键规则
当我们需要存储一个 kv 键值对时，首先计算 key 的 hash 值，hash(key)，将这个 key 使用相同的函数 Hash 计算出哈希值并确定此数据在环上的位置，从此位置沿环顺时针“行走”，第一台遇到的服务器就是其应该定位到的服务器，并将该键值对存储在该节点上。如我们有 Object A、Object B、Object C、Object D 四个数据对象，经过哈希计算后，在环空间上的位置如下：根据一致性 Hash 算法，数据 A 会被定为到 Node A 上，B 被定为到 Node B 上，C 被定为到 Node C 上，D 被定为到 Node D 上。
- 优点
- 容错性
假设 Node C 宕机，可以看到此时对象 A、B、D 不会受到影响，只有 C 对象被重定位到 Node D。一般的，在一致性 Hash 算法中，如果一台服务器不可用，则受影响的数据仅仅是此服务器到其环空间中前一台服务器(即沿着逆时针方向行走遇到的第一台服务器)之间数据，其它不会受到影响。简单说，就是 C 挂了，受到影响的只是 B、C 之间的数据，并且这些数据会转移到 D 进行存储。
- 扩展性
数据量增加了，需要增加一台节点 NodeX，X 的位置在 A 和 B 之间，那收到影响的也就是 A 到 X 之间的数据，重新把 A 到 X 的数据录入到 X 上即可，不会导致 hash 取余全部数据重新洗牌。
- 缺点
- 一致性哈希算法的数据倾斜问题
一致性 Hash 算法在服务节点太少时，容易因为节点分布不均匀而造成数据倾斜(被缓存的对象大部分集中缓存在某一台服务器上)问题，例如系统中只有两台服务器：
- 总结
为了在节点数目发生改变时尽可能少的迁移数据，将所有的存储节点排列在收尾相接的 Hash 环上，每个 key 在计算 Hash 后会顺时针找到临近的存储节点存放。而当有节点加入或退出时仅影响该节点在 Hash 环上顺时针相邻的后续节点。
优点：加入和删除节点只影响哈希环中顺时针方向的相邻的节点，对其他节点无影响。
缺点 ：数据的分布和节点的位置有关，因为这些节点不是均匀的分布在哈希环上的，所以数据在进行存储时达不到均匀分布的效果。
1.2.3 哈希槽分区
- 为什么出现
哈希槽实质就是一个数组，数组 [0,2^14 -1] 形成 hash slot 空间。
- 能干什么
解决均匀分配的问题，在数据和节点之间又加入了一层，把这层称为哈希槽(slot)，用于管理数据和节点之间的关系，现在就相当于节点上放的是槽，槽里放的是数据。
槽解决的是粒度问题，相当于把粒度变大了，这样便于数据移动。哈希解决的是映射问题，使用 key 的哈希值来计算所在的槽，便于数据分配。
- 多少个 hash 槽
一个集群只能有 16384 个槽，编号 0-16383(0-2^14-1)。这些槽会分配给集群中的所有主节点，分配策略没有要求。可以指定哪些编号的槽分配给哪个主节点。集群会记录节点和槽的对应关系。解决了节点和槽的关系后，接下来就需要对 key 求哈希值，然后对 16384 取余，余数是几 key 就落入对应的槽里。slot = CRC16(key) % 16384。以槽为单位移动数据，因为槽的数目是固定的，处理起来比较容易，这样数据移动问题就解决了。
- 哈希槽计算
Redis 集群中内置了 16384 个哈希槽，redis 会根据节点数量大致均等的将哈希槽映射到不同的节点。当需要在 Redis 集群中放置一个 key-value 时，redis 先对 key 使用 crc16 算法算出一个结果，然后把结果对 16384 求余数，这样每个 key 都会对应一个编号在 0-16383 之间的哈希槽，也就是映射到某个节点上。如下代码，key 之 A 、B 在 Node2， key 之 C 落在 Node3 上
1.3 3 主 3 从 redis 集群扩缩容配置案例架构说明
- 关闭防火墙 + 启动 docker 后台服务
- 新建 6 个 docker 容器 redis 实例
```bash
linux
docker run -d —name redis-node-1 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-1:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6381 docker run -d —name redis-node-2 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-2:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6382 docker run -d —name redis-node-3 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-3:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6383 docker run -d —name redis-node-4 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-4:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6384 docker run -d —name redis-node-5 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-5:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6385 docker run -d —name redis-node-6 —net host —privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-6:/data redis:6.0.8 —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6386
windows(windows 无法使用 —net host 命令 https://docs.docker.com/network/host/)
docker run -d —name redis-node-1 -p 6381:6381 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-1:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6381 docker run -d —name redis-node-2 -p 6382:6382 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-2:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6382 docker run -d —name redis-node-3 -p 6383:6383 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-3:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6383 docker run -d —name redis-node-4 -p 6384:6384 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-4:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6384 docker run -d —name redis-node-5 -p 6385:6385 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-5:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6385 docker run -d —name redis-node-6 -p 6386:6386 —privileged=true -v /d/docker/redis/share/redis-node-6:/data redis:latest —cluster-enabled yes —appendonly yes —port 6386
<br />命令分步解释<br />docker run：创建并运行 docker 容器实例<br />--name redis-node-6：容器名字<br />--net host：使用宿主机的 IP 和端口，默认<br />--privileged=true：获取宿主机 root 用户权限<br />-v /data/redis/share/redis-node-6:/data：容器卷，宿主机地址:docker 内部地址<br />redis:6.0.8：redis 镜像和版本号<br />--cluster-enabled yes：开启 redis 集群<br />--appendonly yes：开启持久化<br />--port 6386：redis 端口号
3. 进入容器 redis-node-1 并为 6 台机器构建集群关系
进入容器
```bash
docker exec -it redis-node-1 /bin/bash
构建主从关系
注意，进入 docker 容器后才能执行一下命令，且注意自己的真实 IP 地址
# linux
redis-cli --cluster create 192.168.111.147:6381 192.168.111.147:6382 192.168.111.147:6383 192.168.111.147:6384 192.168.111.147:6385 192.168.111.147:6386 --cluster-replicas 1
# windows
redis-cli --cluster create 172.17.0.2:6381 172.17.0.3:6382 172.17.0.4:6383 172.17.0.5:6384 172.17.0.6:6385 172.17.0.7:6386 --cluster-replicas 1
—cluster-replicas 1 表示为每个 master 创建一个 slave 节点
- 链接进入 6381 作为切入点，查看集群状态
cluster info
cluster nodes
1.4 主从容错切换迁移案例
1.4.1 数据读写存储
- 启动 6 机构成的集群并通过 exec 进入
- 对 6381 新增两个 key
- 防止路由失效加参数 -c 并新增两个 key
加入参数 -c，优化路由
6381 主机停了，对应的真实从机上位
6381 作为 1 号主机分配的从机以实际情况为准，具体是几号机器就是几号
- 再次查看集群信息
6381 宕机了，6385 上位成为了新的 master。
备注：本次 6381 为主下面挂从 6385。
每次案例下面挂的从机以实际情况为准，具体是几号机器就是几号
- 先还原之前的 3 主 3 从
中间需要等待一会儿，docker 集群重新响应。
先启 6381
docker start redis-node-1
再停 6385
docker stop redis-node-5
再启 6385
docker start redis-node-5
主从机器分配情况以实际情况为准
查看集群状态
redis-cli --cluster check 自己IP:63811.5 主从扩容案例
新建 6387、6388 两个节点 + 新建后启动 + 查看是否 8 节点
docker run -d --name redis-node-7 --net host --privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-7:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6387 docker run -d --name redis-node-8 --net host --privileged=true -v /data/redis/share/redis-node-8:/data redis:6.0.8 --cluster-enabled yes --appendonly yes --port 6388 docker ps进入 6387 容器实例内部
docker exec -it redis-node-7 /bin/bash将新增的 6387 节点(空槽号)作为 master 节点加入原集群
redis-cli --cluster add-node 自己实际IP地址:6387 自己实际IP地址:63816387 就是将要作为 master 新增节点
6381 就是原来集群节点里面的领路人，相当于 6387 拜拜 6381 的码头从而找到组织加入集群
检查集群情况第 1 次
redis-cli --cluster check 真实ip地址:6381
重新分派槽号 ```bash redis-cli —cluster reshard IP地址:端口号
redis-cli —cluster reshard 192.168.111.147:6381
<br />
6. 检查集群情况第 2 次
```bash
redis-cli --cluster check 真实ip地址:6381
为什么 6387 是 3 个新的区间，以前的还是连续？
重新分配成本太高，所以前 3 家各自匀出来一部分，从 6381/6382/6383 三个旧节点分别匀出 1364 个坑位给新节点 6387
- 为主节点 6387 分配从节点 6388 ```bash edis-cli —cluster add-node ip:新slave端口 ip:新master端口 —cluster-slave —cluster-master-id 新主机节点ID
redis-cli —cluster add-node 192.168.111.147:6388 192.168.111.147:6387 —cluster-slave —cluster-master-id e4781f644d4a4e4d4b4d107157b9ba8144631451———-这个是6387的编号，按照自己实际情况
<br />
8. 检查集群情况第 3 次
```bash
redis-cli --cluster check 192.168.111.147:6382
1.6 主从缩容案例
目的：6387 和 6388 下线
检查集群情况 1 获得 6388 的节点 ID
redis-cli --cluster check 192.168.111.147:6382
从集群中将 4 号从节点 6388 删除 ```bash redis-cli —cluster del-node ip:从机端口 从机6388节点ID
redis-cli —cluster del-node 192.168.111.147:6388 5d149074b7e57b802287d1797a874ed7a1a284a8
```bash
redis-cli --cluster check 192.168.111.147:6382
检查一下发现，6388 被删除了，只剩下 7 台机器了。
将 6387 的槽号清空，重新分配，本例将清出来的槽号都给 6381
redis-cli --cluster reshard 192.168.111.147:6381
检查集群情况第二次
redis-cli --cluster check 192.168.111.147:63814096 个槽位都指给 6381，它变成了 8192 个槽位，相当于全部都给 6381 了，不然要输入 3 次，一锅端
将 6387 删除 ```bash redis-cli —cluster del-node ip:端口 6387节点ID
redis-cli —cluster del-node 192.168.111.147:6387 e4781f644d4a4e4d4b4d107157b9ba8144631451
6. 检查集群情况第三次
```bash
redis-cli --cluster check 192.168.111.147:6381
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