Redis槽位切换那点事儿，数据分布怎么能更顺畅点呢？

Redis槽位切换那点事儿，数据分布怎么能更顺畅点呢？这事儿得从Redis集群怎么存数据说起，根据Antirez（Redis创始人）的设计，Redis集群没用那种死板的“主从服务器固定对应”或者“按顺序分片”的法子，而是玩了个聪明的：把整个数据空间分成16384个小格子，每个格子叫一个“槽位”（slot），你的每一条数据，比如一个键值对，会根据键的名字通过一个算法（CRC16校验后取模16384）算出来它应该待在哪个槽位里，集群里的每个主节点都负责管理其中的一部分槽位，这样,数据就均匀地分散到不同的机器上了。

听起来挺美，对吧？但问题就出在“槽位管理”上，比如你一开始就三台机器，那好办，大概每台管五千多个槽位，可业务是活的呀，数据量涨了，访问压力大了，你就得加新机器进来分担压力；或者有机器顶不住了要下线，这时候，你就得进行“槽位迁移”：把原来由A机器管的某些槽位，连同槽位里的数据，一起搬家到B机器上去，这个搬家的过程，槽位切换”的核心部分,也是最容易出幺蛾子的地方。

那怎么让这个过程更顺畅，尽量不影响线上服务呢？首先啊，Redis集群本身的设计其实已经考虑到了，它不是那种“一刀切”的迁移，根据Redis官方文档里的描述，它的迁移是“在线”和“渐进式”的，啥意思呢？就是说，它不是一下子把整个槽位的数据全锁住，然后吭哧吭哧地搬，那样服务就得中断好久，它是这么干的：比如现在要把槽位100从节点A迁到节点B。

第一步，先在节点B上发个命令，告诉它：“嘿，你准备一下，马上有批槽位（包括100）要归你管了，但你先别急着对外宣布。”这时候，节点B会把这些槽位标记为“导入中”。

第二步，在节点A上发个命令，说：“喂，你管的槽位100要搬家了，新家是节点B，从现在开始，你每收到一个关于槽位100的新写命令，除了你自己处理，还得给节点B也转发一份过去（这步是为了保证迁移过程中新数据不丢），你可以开始把存量数据一点点地发给B了。”

这个“一点点”发存量数据就是关键，节点A会一批一批地扫瞄槽位100里的键，每扫到一批，就发给节点B，同时不阻塞对这个槽位的其他读写请求，除非某个键正好在被迁移的过程中被访问，可能会有一点点延迟,其他大部分请求都感觉不到变化。

第三步，等节点A把槽位100里所有的键都搬完了，它会再发个命令给节点B，确认迁移完成，集群配置会更新，正式对外宣布：“以后槽位100归节点B管啦！”这时候，如果还有请求误打到节点A问槽位100的事，节点A会直接告诉客户端：“你找错门了，新地址是节点B，你去找它。”客户端收到这个“挪窝”的通知后，就会更新自己的路由表,下次就直接找B了。

你看，这个过程设计得挺巧妙吧？但为啥实际操作中还是可能卡顿或不顺呢？问题往往出在细节和周边环境上。

第一，数据量太大，如果一个槽位里恰好有特别大的键，比如一个存了几百万个元素的超大集合（Hash或Set），迁移这个键本身就会耗时很久，期间对这个键的操作可能会被阻塞，或者整个槽位的数据量特别庞大，比如几十个GB，那迁移过程就像用吸管给游泳池换水，时间拉得很长,增加了很多不确定性。

第二，网络是个大坑，迁移说白了就是大量数据在网络里传输，如果节点A和B之间的网络带宽不够，或者延迟很高、不稳定，那迁移速度就快不起来，还可能因为网络抖动导致迁移失败，得重来，要是机房跨了地域,那问题就更明显了。

第三，客户端得“懂事”，Redis集群协议要求客户端能正确理解并处理那种“挪窝”的重定向响应，但有些老的或者实现得不好的客户端库，可能没完全照规矩来，比如收到重定向后没更新本地路由，或者更新不及时，导致请求还在往老节点上打,造成一堆错误和延迟。

那想让数据分布更顺畅点,有啥招呢？

规划得早点，别临时抱佛脚。 在设计集群初期，就得预估数据的增长，尽量让键的分布均匀些，有个小技巧，可以用花括号{}给键加上“标签”，user:{123}:profile 和 user:{123}:orders，这样计算槽位时只会看花括号里的内容，就能保证同一个用户的相关数据落在同一个槽位，但不同用户的数据还是分散的，这既方便了某些需要同时获取多个键的场景，也避免了某个热点用户的全部数据都挤在一个槽位,将来迁移时成烫手山芋。

迁移操作要温柔，别蛮干。 真要迁移时，最好在业务低峰期搞，别一口气迁移太多槽位，可以分批分次地进行，密切监控节点的网络流量、内存、CPU和延迟等指标，如果发现迁移导致目标节点B压力山大，或者源节点A响应变慢，就得适当放缓迁移速度，或者暂停一下,等系统平稳了再继续。

管好客户端。 确保你的应用程序用的Redis客户端库是较新的、对集群支持良好的版本，并且要测试它在面对重定向、节点失败等情况时的表现是否正常，一个“聪明”的客户端是保证集群高可用的重要一环。

工具用起来。 Redis官方和一些第三方工具提供了集群管理工具，redis-cli --cluster reshard 命令，它能帮你交互式地、相对安全地执行槽位迁移，用这些工具比自己手动发命令更靠谱,能减少操作失误。

说到底，Redis槽位切换这事儿，顺畅与否关键在于对细节的把控，理解了它底层“渐进式迁移”的原理，再结合自己业务的实际情况，做好预案、精细操作、严密监控，就能让数据在集群里的流动像溪水一样，虽然方向变了,但依然保持流畅。