写在前面

codis和Redis cluster 都是Redis的集群方案，本文就一起来看下。

1：codis的组件和架构

codis的组件有4个，如下：

codis server：基于redis进行了二次开发的组件，负责数据的读写
codis proxy：面向客户端，代理客户端访问codis server
zookeeper 集群：保存元数据，如数据路由表信息，codis proxy信息
codis dashboard,codis fe：codis dashboard提供维护codis server，codis proxy等功能，codis fe提供web界面，方便管理人员使用。

架构图如下：

2：codis工作原理

2.1：客户端如何获取codis proxy信息

客户端通过zookeeper集群获取codis proxy信息，如当前有3个codis proxy实例，则在客户端就可以随机选择一个codis proxy来访问，达到负载均衡的效果如下图：

如图中红框部分就是客户端获取codis proxy列表，当codis proxy有增减时客户端都能动态的通过zookeeper感知。

2.2：数据是如何分布的

我们在redis之分片集群 一文中分析了redis cluster的数据分布是通过16384个槽（slot）分配到各个redis实例节点完成的，codis的数据分布方案与之类似，不同之处在于槽slot的个数是1024，编号0~1023，分配的方式有手动分配和基于codis dashboard自动分配两种方式，分配完成后没有差异，都是一个codis server负责一批slot数据的读写，其中映射到codis server的过程是crc32(key)/1023,获取的结果就是槽号，而槽对应codis server，这样就能找到目标codis server了，这个寻找的过程可能如下图：

slot和codis server分配后的对应关系我们叫做路由表，路由表维护在zookeeper集群中，并且在codis proxy本地也会缓存一份，提高路由的性能，分配过程如下图：

2.3：codis proxy压力过大怎么办

因为客户端直连codis proxy,当客户端请求压力比较大时，可能处理不过来，此时需要增加codis proxy节点，然后在codis dashboard中配置即可，配置后信息会同步到zookeeper集群中，然后客户端就可以从zookeeper集群中获取最新的codis proxy列表了，这个过程如下图：

2.4：codis server压力过大怎么办

codis server实际就是redis实例，用来实际处理数据的读写请求，当其压力过大时，需要增加codis server节点，当增加节点后，信息会同步写到zookeeper中，然后codis proxy就可以获取最新的codis server列表信息，并缓存到本地了。但是，增加codis server的最大问题是数据迁移，数据迁移具体做法是：

1：随机选择一批slot分配给新codis server
2：针对每个slot循环执行如下操作
    1：选择slot中的一个key同步到新codis server，收到ACK后将该key从源codis server删除
    2：继续同步其他key，直到全部同步完成

以上同步一个slot的过程可能如下图：

当数据量较大，或存在一些bigkey时，数据迁移时间可能较长，当使用同步迁移时源codis server将无法处理数据的读写请求，降低codis的性能，为了解决这个问题codis提供另外一种数据迁移方式，即异步迁移。另外还有一个问题是对bigkey处理，bigkey因为较大，一次迁移完成可能会占用较多的宽带和CPU等资源，给服务器的稳定性造成隐患，因此对bigkey的迁移方式是通过将其拆分成一个个命令来迁移，即化整为零，如有一万个元素的key，先通过lpop从源codis server获取数据，然后发送命令rpush key value到新codis server，直到全部执行完成，并且这个过程中为了保证迁移的原子性，会给新codis server的key设置一个有效时间，这样如果是迁移过程中出现问题，数据也会自动删除，而迁移完成后只需要删除过期时间 就行了。

2.5：客户端需要重新开发吗？

codis proxy支持RESP协议，可以像访问一个普通的redis实例一样访问，所以不需要修改客户端代码，但是因为codis proxy是集群的，所以客户端需要有简单的负载均衡逻辑，即选择一个codix proxy来访问，当然，这个改动其实是不大的，因为只要动态的修改redis的数据源地址就可以了，业务代码丝毫不会受到影响。

2.6：集群的可靠性保证

2.6.1：codis proxy

是多实例的，且信息动态维护在zookeeper集群中，所以codis proxy组件是可靠的。

2.6.2：zookeeper

集群部署，只要有超过一半的节点正常，就可以正常提供服务，所以zookeeper组件是可靠的。

2.6.3：codis server

codis server本质上就是一个redis实例，将其配置主从的集群，然后通过哨兵 实现主节点故障时的主从切换，此时codis server组件也是可靠的。

3：codis VS redis cluster

codis大概是在2014年左右就发布的版本，提供了基于redis的集群功能，截止到写这篇文章，已经走了8年多将近九年的时间，而redis cluster是在redis3.0版本，大概是在2017年发布的，这部分我们就来对比下二者的优势和劣势，以及在实际应用中应该如何选择。

对比项	codis	redis cluster
可靠性	可靠	可靠
扩容	支持	支持
数据迁移	同步迁移，异步迁移	同步迁移
客户端兼容性	兼容	不兼容，需要支持cluster的客户端
组件数量	多	不需要额外组件，只需要redis实例
成本	组件多，成本高	不需要额外组件，成本低
成熟度	高	低于codis

写在后面

参考文章列表：

吃透Redis系列（九）：Redis代理twemproxy和predixy详细介绍 。