#集群模式下的分片扩展

Redis 集群架构通过在多个分片之间分布数据来提供水平可扩展性。随着工作负载要求的演变，您可能需要调整分片数量以优化性能、资源利用率和数据分布。本文档概述了分片扩展操作的技术考虑、资源要求和实施指南。

#先决条件

在修改 Redis 集群的分片配置之前，请确保满足以下条件：

• 操作状态：集群必须处于稳定的 运行中 状态，所有节点正常运行。
• 资源可用性：集群中必须有足够的内存资源，以在扩展过程中容纳数据重新分配。
• 维护窗口：在流量低的时间段安排扩展操作，以最小化潜在的服务影响。
• 网络带宽：确认 Redis 节点之间有足够的网络带宽，以支持高效的数据迁移。
• 基础设施稳定性：确保底层基础设施稳定，以防止在扩展操作过程中节点故障，从而妨碍数据完整性。

#资源要求

适当的资源规划对于成功的分片扩展操作至关重要。以下与内存相关的概念重要：

#扩展操作

当增加分片数量时，每个实例应满足：

实例内存分配 ≥ 最大运行内存

该公式确保在平衡数据分布的场景下成功添加分片。在存在 数据不平衡 或大键（BigKeys）的环境中，需要额外的容量规划，因为数据迁移模式可能会使特定分片的负载集中。

#缩减操作

当减少分片数量时，每个剩余实例应满足：

实例内存分配 ≥ (保留分片的最大数据内存 + 迁移数据内存) ÷ 0.8

该公式考虑了来自退役分片的数据重新分配。与扩展操作不同，缩减过程对资源要求 严格，以适应潜在的数据集中情况，即使数据分布不平衡。

#步骤

# 配置集群使用 4 个分片
$ kubectl -n default patch redis c6 --type=merge --patch='{"spec": {"replicas":{"cluster":{"shard": 4}}}}'

$ kubectl -n default get redis c6 -w

提交分片配置更改后，系统将实例状态切换为 数据均衡，并自动管理槽迁移过程。在此状态下，所有实例修改（除了删除）均受到限制。

#扩展期间的客户端连接

在分片重新分配期间，Redis 槽迁移会影响客户端请求处理，具体如下：

1. 当客户端请求访问正在迁移的槽中的键时：

   • 如果该键已迁移到目标分片，Redis 将返回 MOVED 重定向错误。
   • 如果该键尚未迁移，则将由原始分片处理。

2. 支持 Redis 集群的客户端可以自动处理这些重定向错误，通过重新发起请求到适当的分片。

性能提醒：在高流量期间进行分片扩展可能会使有效的客户端请求量翻倍，导致网络拥堵。因此，尽可能在活动减少的时间段安排扩展操作。

#操作持续时间

完成分片扩展操作所需的时间取决于多个因素：

• 总数据量的重新分配
• 节点之间的网络吞吐量
• 实例资源规格
• 需要迁移的大键（BigKeys）的存在
• 持续的工作负载强度

通常，分片扩展操作需要 20 分钟到几个小时才能完成。更大的数据集和更复杂的迁移模式会延长此持续时间。