Redis中Cluster的容错性的实现

更新时间：2026年02月12日 10:50:26 作者：Victor356

Redis Cluster 通过多种机制来实现高容错性,包括主从复制、自动故障转移和Gossip协议,这些机制确保即使在节点发生故障时,集群仍然能继续运行并提供服务,下面就来详细的介绍一下

1. 主从复制（Master-Slave Replication）

主从复制是Redis Cluster最基础的高容错机制。每个主节点可以有一个或多个从节点，这些从节点复制主节点的数据。当主节点发生故障时，从节点可以接管其角色。

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class ClusterNode {
    String name;
    String ip;
    int port;
    boolean isMaster;
    ClusterNode master;

    ClusterNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        this.name = name;
        this.ip = ip;
        this.port = port;
        this.isMaster = isMaster;
        this.master = master;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node " + name + ": " + ip + ":" + port + ", Role: " + (isMaster ? "Master" : "Slave");
    }
}

class Cluster {
    List<ClusterNode> nodes = new ArrayList<>();

    void addNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        nodes.add(new ClusterNode(name, ip, port, isMaster, master));
    }

    void printNodes() {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            System.out.println(node);
        }
    }
}

public class RedisClusterDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Cluster cluster = new Cluster();

        ClusterNode master1 = new ClusterNode("master1", "192.168.1.1", 6379, true, null);
        cluster.addNode(master1.name, master1.ip, master1.port, master1.isMaster, master1.master);
        cluster.addNode("slave1", "192.168.1.2", 6379, false, master1);

        cluster.printNodes();
    }
}

2. 自动故障转移（Automatic Failover）

当主节点发生故障时，从节点会被提升为主节点。这个机制需要其他节点的协作，以保证集群的一致性和数据的完整性。

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

class ClusterNode {
    String name;
    String ip;
    int port;
    boolean isMaster;
    ClusterNode master;
    long lastHeartbeat;
    boolean isFailed;

    ClusterNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        this.name = name;
        this.ip = ip;
        this.port = port;
        this.isMaster = isMaster;
        this.master = master;
        this.lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
        this.isFailed = false;
    }

    void sendHeartbeat() {
        System.out.println("Sending heartbeat to node " + name);
        lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
    }

    void checkHeartbeat() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        if (now - lastHeartbeat > 3000) { // 3 seconds timeout
            System.out.println("Node " + name + " is not responding");
            isFailed = true;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node " + name + ": " + ip + ":" + port + ", Role: " + (isMaster ? "Master" : "Slave");
    }
}

class Cluster {
    List<ClusterNode> nodes = new ArrayList<>();

    void addNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        nodes.add(new ClusterNode(name, ip, port, isMaster, master));
    }

    void handleFailover() {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            if (node.isMaster && node.isFailed) {
                for (ClusterNode slave : nodes) {
                    if (slave.master == node) {
                        System.out.println("Failover: promoting slave node " + slave.name + " to master");
                        slave.isMaster = true;
                        slave.master = null;
                        node.isMaster = false;
                        return;
                    }
                }
            }
        }
    }

    void simulateCluster() {
        Timer timer = new Timer(true);
        TimerTask task = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                for (ClusterNode node : nodes) {
                    if (node.isMaster && !node.isFailed) {
                        node.sendHeartbeat();
                    } else {
                        node.checkHeartbeat();
                        if (node.isFailed && node.isMaster) {
                            handleFailover();
                        }
                    }
                }
            }
        };
        timer.scheduleAtFixedRate(task, 0, 1000);
    }

    void printNodes() {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            System.out.println(node);
        }
    }
}

public class RedisClusterDemo {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Cluster cluster = new Cluster();

        ClusterNode master1 = new ClusterNode("master1", "192.168.1.1", 6379, true, null);
        cluster.addNode(master1.name, master1.ip, master1.port, master1.isMaster, master1.master);
        cluster.addNode("slave1", "192.168.1.2", 6379, false, master1);
        cluster.addNode("slave2", "192.168.1.3", 6379, false, master1);

        cluster.printNodes();

        cluster.simulateCluster();

        // Simulate a failure of the master after 10 seconds
        Thread.sleep(10000);
        master1.isFailed = true;

        // Keep the main thread alive to see the failover in action
        Thread.sleep(20000);
    }
}

3. Gossip 协议

Gossip 协议用于节点之间交换状态信息，确保整个集群对节点状态的一致性认识。每个节点会定期向其他节点发送和接收状态信息。

代码示例

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

class ClusterNode {
    String name;
    String ip;
    int port;
    boolean isMaster;
    ClusterNode master;
    long lastHeartbeat;
    boolean isFailed;

    ClusterNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        this.name = name;
        this.ip = ip;
        this.port = port;
        this.isMaster = isMaster;
        this.master = master;
        this.lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
        this.isFailed = false;
    }

    void sendHeartbeat() {
        System.out.println("Sending heartbeat from node " + name);
        lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
    }

    void receiveHeartbeat() {
        System.out.println("Received heartbeat at node " + name);
        lastHeartbeat = System.currentTimeMillis();
        isFailed = false;
    }

    void checkHeartbeat() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        if (now - lastHeartbeat > 3000) { // 3 seconds timeout
            System.out.println("Node " + name + " is not responding");
            isFailed = true;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Node " + name + ": " + ip + ":" + port + ", Role: " + (isMaster ? "Master" : "Slave");
    }
}

class Cluster {
    List<ClusterNode> nodes = new ArrayList<>();

    void addNode(String name, String ip, int port, boolean isMaster, ClusterNode master) {
        nodes.add(new ClusterNode(name, ip, port, isMaster, master));
    }

    void handleFailover(ClusterNode failedNode) {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            if (node.master == failedNode && !node.isFailed) {
                System.out.println("Failover: promoting slave node " + node.name + " to master");
                node.isMaster = true;
                node.master = null;
                failedNode.isMaster = false;
                return;
            }
        }
    }

    void gossip() {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            if (!node.isFailed) {
                for (ClusterNode peer : nodes) {
                    if (peer != node) {
                        peer.receiveHeartbeat();
                    }
                }
            } else {
                handleFailover(node);
            }
        }
    }

    void simulateCluster() {
        Timer timer = new Timer(true);
        TimerTask heartbeatTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                for (ClusterNode node : nodes) {
                    if (!node.isFailed) {
                        node.sendHeartbeat();
                    }
                }
            }
        };

        TimerTask gossipTask = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                gossip();
            }
        };

        timer.scheduleAtFixedRate(heartbeatTask, 0, 1000);
        timer.scheduleAtFixedRate(gossipTask, 0, 1000);
    }

    void printNodes() {
        for (ClusterNode node : nodes) {
            System.out.println(node);
        }
    }
}

到此这篇关于Redis中Cluster的容错性的实现的文章就介绍到这了,更多相关Redis Cluster容错性内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

您可能感兴趣的文章:

CentOS8.4安装Redis6.2.6的详细过程
本文给大家介绍CentOS8.4安装Redis6.2.6的详细过程，本文给大家介绍的非常详细，对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值，需要的朋友参考下吧
2021-11-11
Redis sentinel节点如何修改密码
这篇文章主要介绍了Redis sentinel节点如何修改密码问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
2024-01-01
Redis高可用的三种实现方式
在实际生产环境中为保证Redis的服务连续性和可靠性,需要设计一个高可用架构,本文就来介绍一下Redis高可用的三种实现方式,主要包括主从复制模式,Redis Sentinel模式和Redis Cluster模式,感兴趣的可以了解一下
2023-12-12
一文弄懂Redis Stream消息队列
本文主要介绍了一文弄懂Redis Stream消息队列，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
2023-06-06
redis分布式锁与zk分布式锁的对比分析
这篇文章主要介绍了redis分布式锁与zk分布式锁的对比分析，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
2022-11-11
Redis如何设置过期时间
这篇文章主要介绍了Redis如何设置过期时间问题,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
2025-04-04
Redis过期删除机制与内存淘汰策略的解析指南
在使用 Redis 构建缓存系统时,很多开发者只设置了 EXPIRE 但却忽略了背后 Redis 的过期删除机制与内存淘汰策略,下面小编就来和大家详细介绍一下
2025-06-06
安装Redis就那么几步,很简单
Redis是一种非关系型数据库（NoSQL），NoSQL是以key-value的形式存储，和传统的关系型数据库不一样，不一定遵循传统数据库的一些基本要求,本文重点给大家介绍安装Redis的步骤，需要的朋友参考下吧
2018-11-11
Redis的共享session应用实现短信登录
本文主要介绍了Redis的共享session应用实现短信登录，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
2022-08-08
详解redis分布式锁的这些坑
在很多互联网产品应用中，有些场景需要加锁处理，比如：秒杀，全局递增ID等等。大部分的解决方案是基于DB实现的，Redis为单进程单线程模式，采用队列模式将并发访问变成串行访问，且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系。
2021-05-05