Redis Cluster `reshard` 命令：手动进行哈希槽迁移与数据平衡

各位观众，各位朋友，大家好！今天咱们来聊聊Redis Cluster里面的一个重头戏——reshard命令。这玩意儿说白了，就是Redis Cluster手动进行哈希槽迁移，顺便做数据平衡的工具。如果你发现你的集群里某些节点累成了狗，而有些节点闲的蛋疼，或者你想优雅地扩容缩容，那reshard命令就是你的救星。

一、哈希槽是个啥？为啥要迁移？

在深入reshard命令之前，咱们先得搞清楚哈希槽是个什么鬼。Redis Cluster把所有的数据分成16384个槽（slot），每个key通过CRC16算法算出一个hash值，然后对16384取模，得到这个key属于哪个槽。每个节点负责一部分槽，这样就把数据分散到集群的不同节点上。

那为啥要迁移哈希槽呢？原因有很多：

数据倾斜： 某些key特别集中，导致某些槽的数据量特别大，对应的节点压力也特别大。
节点扩容/缩容： 增加或减少节点后，需要重新分配槽，才能保证集群的负载均衡。
节点故障恢复： 某个节点挂了，它负责的槽需要迁移到其他节点。

二、reshard命令：手动迁移的艺术

redis-cli工具提供了reshard命令，让你手动控制哈希槽的迁移过程。它的基本语法是：

redis-cli --cluster reshard <host>:<port>

其中<host>:<port>是集群中任意一个节点的IP地址和端口号。

敲下这个命令之后，你会进入一个交互式的界面，一步一步引导你完成哈希槽的迁移。接下来咱们就拆解一下这个过程：

确定迁移多少槽？

首先，它会问你：“How many slots do you want to move (default: all)?” 意思是你想迁移多少个槽？默认是全部迁移。
- 如果你输入all，那就意味着你想重新平衡整个集群的数据。
- 如果你只想迁移一部分槽，可以输入一个数字，比如1000，表示迁移1000个槽。

指定接收槽的目标节点

接着，它会问你：“What is the receiving node ID?” 意思是你想把这些槽迁移到哪个节点？你需要输入目标节点的ID。

可以用redis-cli --cluster info <host>:<port>命令查看集群信息，找到目标节点的ID。举个例子：

redis-cli --cluster info 127.0.0.1:7000

输出可能类似这样：

cluster_state:ok
cluster_slots_assigned:16384
cluster_slots_ok:16384
cluster_slots_pfail:0
cluster_slots_fail:0
cluster_known_nodes:3
cluster_size:3
cluster_current_epoch:3
cluster_my_epoch:1
cluster_stats_messages_ping_sent:19273
cluster_stats_messages_pong_sent:19284
cluster_stats_messages_sent:38557
cluster_stats_messages_meet_sent:2
cluster_stats_messages_sent_bytes:1377121
cluster_stats_messages_ping_received:19281
cluster_stats_messages_pong_received:19273
cluster_stats_messages_received:38554
cluster_stats_messages_received_bytes:2722137

还可以用redis-cli --cluster nodes <host>:<port>查看更详细的节点信息：

redis-cli --cluster nodes 127.0.0.1:7000

输出可能类似这样：

f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3 127.0.0.1:7000@17000 myself,master - 0 1697190417000 1 connected 0-5460
a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2 127.0.0.1:7001@17001 master - 0 1697190416000 2 connected 5461-10922
c7d6e5b4a3f2e1d0c9b8a7f6e5d4c3b2a1f0e9d8 127.0.0.1:7002@17002 master - 0 1697190418742 3 connected 10923-16383

每一行代表一个节点，第一个字段就是节点ID。比如，如果你想把槽迁移到ID为a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2的节点，就输入这个ID。

指定源节点 (From Node)

接下来，程序会问你：“Please enter all the source node IDs.” 意思是指定从哪些节点迁移槽？这里有几种选择：
- 输入all： 从所有节点平均地迁移槽。这是最常用的方式，可以避免手动指定，让Redis Cluster自动平衡。
- 输入一个或多个节点ID： 只从指定的节点迁移槽。如果你只想减轻某个或某些节点的压力，可以选择这种方式。多个节点ID之间用逗号分隔。
- 留空 (直接回车)： 让Redis Cluster自动选择源节点。这种方式通常不推荐，因为Redis Cluster可能选择不合适的源节点，导致迁移效果不佳。
确认迁移计划

最后，它会问你：“Do you want to proceed with the rebalance plan (yes/no)?” 意思是确认是否执行迁移计划？在输入yes之前，一定要仔细检查上面的配置，确保一切都正确。一旦开始迁移，就很难停止了。

迁移过程

输入yes之后，迁移就开始了。你会看到类似这样的输出：

Moving slot 1234 from c7d6e5b4a3f2e1d0c9b8a7f6e5d4c3b2a1f0e9d8 to a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2: Sending MIGRATE command...
Moving slot 5678 from f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3 to a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2: Sending MIGRATE command...
...

它会告诉你正在从哪个节点向哪个节点迁移哪个槽。

三、reshard命令的进阶用法

上面的步骤是最基本的reshard命令使用方法。实际上，它还有一些更高级的用法，可以让你更灵活地控制迁移过程。

指定迁移的槽范围

如果你不想迁移所有的槽，只想迁移某个范围内的槽，可以在指定源节点之后，手动输入槽的范围。比如：
```
What is the receiving node ID?
a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2
Please enter all the source node IDs.
f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3
Please enter the slot ID to move: (you can specify multiple slots separated by commas)
1000,1001,1002,1003,1004
```
这样就只会从f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3节点迁移1000到1004这几个槽到目标节点。
使用--cluster-from和--cluster-to选项

除了交互式界面，你还可以使用--cluster-from和--cluster-to选项，直接指定源节点和目标节点。例如：
```
redis-cli --cluster reshard 127.0.0.1:7000 --cluster-from f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3 --cluster-to a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2 --cluster-slots 1000
```
这个命令会将1000个槽从f4b3a1e7d3c9b8f2a6e1d4c5b6a7e8f9c0a1b2d3节点迁移到a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2节点。
使用--cluster-yes选项

如果你确定你的迁移计划没有问题，可以使用--cluster-yes选项跳过确认步骤。例如：
```
redis-cli --cluster reshard 127.0.0.1:7000 --cluster-from all --cluster-to a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2 --cluster-slots 1000 --cluster-yes
```
这个命令会将1000个槽从所有节点迁移到a8e9f0d1c7b6a5e4d3c2b1a0f9e8d7c6b5a4e3d2节点，并且不会询问你是否确认。 请谨慎使用这个选项，确保你真的知道自己在做什么。

四、reshard命令背后的原理：MIGRATE命令

reshard命令的核心是MIGRATE命令。这个命令可以将一个key从一个Redis实例原子性地迁移到另一个Redis实例。它的基本语法是：

MIGRATE host port key destination-db timeout [COPY] [REPLACE] [AUTH password]

host: 目标Redis实例的IP地址。
port: 目标Redis实例的端口号。
key: 要迁移的key。
destination-db: 目标Redis实例的数据库编号。
timeout: 迁移的超时时间，单位是毫秒。
COPY: 如果指定了这个选项，key会被复制到目标Redis实例，而不是被删除。
REPLACE: 如果目标Redis实例已经存在同名的key，这个选项会覆盖它。
AUTH password: 如果目标Redis实例需要密码验证，需要指定这个选项。

reshard命令会遍历所有需要迁移的槽，然后使用MIGRATE命令将槽中的所有key迁移到目标节点。为了保证数据的一致性，它会先将源节点上的槽设置为MIGRATING状态，然后将目标节点上的槽设置为IMPORTING状态。这样，在迁移过程中，客户端的请求会被重定向到正确的节点。

五、一些注意事项

迁移过程会影响集群的性能： 在迁移过程中，集群的性能会受到一定的影响，因为需要消耗额外的网络带宽和CPU资源。所以，最好在业务低峰期进行迁移。
避免频繁迁移： 频繁的迁移会导致集群的抖动，影响服务的稳定性。所以，最好制定一个合理的迁移计划，避免频繁地进行迁移。
监控迁移进度： 在迁移过程中，要密切监控集群的状态，确保迁移顺利进行。可以使用redis-cli --cluster info命令查看集群信息，或者使用监控工具来监控集群的性能指标。
数据量大的时候考虑批量迁移： 如果单个槽的数据量巨大，MIGRATE命令的效率会比较低。可以考虑使用SCAN命令分批获取key，然后使用MIGRATE命令批量迁移。
网络问题： 确保源节点和目标节点之间的网络连接是稳定的，避免因为网络问题导致迁移失败。

六、代码示例

下面是一个使用Python脚本调用MIGRATE命令的示例：

import redis

def migrate_key(source_host, source_port, dest_host, dest_port, key, db=0, timeout=5000):
    """
    将一个key从一个Redis实例迁移到另一个Redis实例。
    """
    source_redis = redis.Redis(host=source_host, port=source_port, db=db)
    try:
        source_redis.migrate(dest_host, dest_port, key, db, timeout)
        print(f"Key '{key}' 迁移成功.")
    except redis.exceptions.ResponseError as e:
        print(f"Key '{key}' 迁移失败: {e}")

if __name__ == '__main__':
    source_host = '127.0.0.1'
    source_port = 7000
    dest_host = '127.0.0.1'
    dest_port = 7001
    key_to_migrate = 'mykey'

    # 确保源节点存在这个key
    source_redis = redis.Redis(host=source_host, port=source_port)
    source_redis.set(key_to_migrate, 'myvalue')

    migrate_key(source_host, source_port, dest_host, dest_port, key_to_migrate)

这个脚本会将mykey从127.0.0.1:7000迁移到127.0.0.1:7001。请根据你的实际情况修改脚本中的参数。

七、总结

reshard命令是Redis Cluster管理中非常重要的一个工具。掌握它的使用方法，可以让你轻松地进行数据平衡、节点扩容/缩容、以及故障恢复。但是，reshard命令也有一定的风险，所以在使用之前一定要仔细阅读文档，充分了解其原理和注意事项。记住，小心驶得万年船！

希望今天的讲解对大家有所帮助。下次再见！

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