Redis 集群架构剖析 (3)：集群处理 redis-cli 指令

在前两篇 Redis 集群架构剖析中，我们创建了一个集群，并且把这个集群由下线状态启动为上线状态。集群上线之后，就表示我们可以向集群的节点发送数据命令了。在开始之前，依旧可以先思考下面的问题：

• 节点如何找到要处理的数据(这个其实在上一篇有提到)？

• 如果不是该节点处理的数据，节点会怎么做？

  针对上面的问题，结合前两篇的内容，大致可以猜一下流程可以是，先找到对应的 key 的槽位在哪？是不是我发送到的节点上面处理的，如果是的话就执行，不是的话可能就转给负责这个槽位的节点。无论是读和写，都需要找到槽位对应的节点。下面具体介绍一下的集群处理指令时的操作

大体流程

  从上图可以看到和我们预想的差不多：

1. redis-cli 向节点发送数据库命令

2. 收到命令的节点计算建属于哪个槽，然后判断是否在本节点

3. 如果在本节点，则执行命令

4. 如果不在本节点，会返回一个MOVED错误给 redis-cli，然后客户端会根据MOVED提供的信息转向正确的节点

  举个例子，6370 要执行两个指令(槽位我是乱写的)：

127.0.0.1:6370 > GET i"200" #在当前节点直接执行
127.0.0.1:6370 > SET new 100-> Redirected to slot [15045] located at 127.0.0.1:6371OK
127.0.0.1：6371 > GET new100

  这里面的三个重点：

• 节点如何计算键对应的槽位

• 节点如何找到槽位对应的节点

• MOVED错误是什么？包含什么消息？执行了什么？

key 属于哪个槽

  节点使用下面这个算法来计算键对应的槽位：

def slot_number(key):  return CRC16(key) & 16383

  CRC16(key)语句用与计算 key 的 CRC-16 校验和，而 &16383 适用于算出一个介于 0 ~ 16383 之间的证书作为 key 的槽位：

127.0.0.1:6370 > CLUSTER KEYSLOT "Im"(integer) 2655
127.0.0.1:6370 > CLUSTER KEYSLOT "best"(integer) 10040

  KEYSLOT的伪代码如下

def CLUSTER_KEYSLOT(key):  // 计算槽位  slot = slot_number(key)         // 将槽位返回给客户端    reply_client(slot)

slot 属于哪个节点

  当节点计算出 key 多数的 slot 之后，节点就会检查自己的clusterState.slots数组中的 index i，判断 key 所在的 slot 是否由自己负责：

• 如果clusterState.slots[i]等于 clusterState.myself，就表示 slot i 由当前节点负责，节点可以直接执行客户端发送的命令

• 如果不是，而是其他的clusterNode，节点会根据指向的clusterNode结构所记录的节点的 IP 和 PORT，向客户端发送MOVED错误，指引客户端转向至正确处理该 slot 的节点。

  如下图，slot 2655 指向的就是 myself 节点，当前节点直接执行即可。slot 15045 是另外的节点，所以需要返回给客户端MOVED错误。

MOVED错误

  当节点发现键所在槽并非由自己负责处理的时候，节点就会向客户端返回一个MOVED错误，指引客户端转向至正在负责该 slot 的节点。

  下面为MOVED的格式

# <slot> : key所在slot# <ip>:<port> 负责处理slot的节点的IP和PORTMOVED <slot> <ip>:<port>
MOVED 15045 127.0.0.1:6371

  当客户端接收到节点返回的MOVED的错误时，客户端会根据MOVED错误中的 IP 和 PORT，转向至负责处理改 slot 的节点，并向该节点重新发送之前想要执行的命令。

  以上面 redirect 的例子为例：

127.0.0.1:6370 > SET new 100-> Redirected to slot [15045] located at 127.0.0.1:6371OK

  一个集群客户端通常与集群终端额多个几点创建套接字连接，而所谓的节点转向实际上就是换一个套接字来发送命令。

  MOVED错误一般在集群模式下会被隐藏，而是向上面的例子，直接转向到对应的节点。如果想要查看这个错误的话，需要使用单机模式进入，也就是 redis-cli 的时候不要带-c，那么以上面的例子来说就会返回

(error) MOVED 15045 127.0.0.1:6371

  注意，单机和集群模式下的数据库方面有一个区别是，集群节点只能使用 0 号数据库，而不是向单机那样 0-15

  这篇文档，我们了解了集群是如何处理由客户端发过来的指令的，再结合一下前两篇的数据结构，就会很容易理解。这篇文档的场景是普遍场景，就好比写代码时自己测试一点问题都没有，但是如果节点发生槽转移呢，或者重新分配槽呢？针对这个一个异常行为，我们下节分析。

系列文章：

1. Redis 集群架构剖析 (1)：认识 cluster
   

2. Redis 集群架构剖析 (2)：槽位