hydrogen-ssdb

Java 编写的 SSDB 客户端。

交流

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群名称：hydrogen-ssdb
群号：1148460774

介绍

hydrogen-ssdb 是一个 Java 编写的 SSDB 客户端，支持多线程并发请求和多服务器的负载均衡（客户端分发请求）。

SSDB 是一个类似 Redis 的 NOSQL 数据库，兼容 Redis 的数据结构和部分命令，且支持多线程，内存占用小。

hydrogen-ssdb 是一个 SSDB 客户端，具有以下特性：

1. 易于配置，易于使用；
2. 支持 SSDB 主从集群与负载均衡；
3. 当集群中的服务器 down 掉时，能自动识别并跳过该服务器。

【负载均衡的抽象和实现】

hydrogen-ssdb 将负载均衡抽象为Sharding类，该类负责决定一个请求应该发送给哪台 SSDB 服务器。

在Sharding中，所有的服务器（Server）被归为多个集群（Cluster），Cluster 是负载均衡的顶层单位。每个 Cluster 包含多个 Server，一个 Server 可以是主服务器，也可以是从服务器（这个必须与 SSDB 实际的主从配置严格一致），但 Cluster 中必须要有主服务器。

hydrogen-ssdb 缺省实现了基于一致性哈希环的负载均衡方式。如果这种方式不适合您的实际情况，您可以自己实现Sharding的子类，然后通过SsdbClient的构造方法传入。下面是一个如何使用自定义Sharding的例子，假设你已经实现了自定义的MySharding类：

MySharding mySharding = ...  // 自定义 Sharding
SsdbClient client = new SsdbClient(mySharding);

下面介绍 hydrogen-ssdb 缺省实现的负载均衡的原理。

【基于一致性哈希环的负载均衡】

【对某些命令的处理】

在多服务器环境下，某些命令会发送给所有的 cluster，然后收集结果，例如 scan() 方法；

还有些命令仅仅在单服务器下执行，例如 multiGet() 方法，当在多服务器下时，它不会执行 multi_get 命令，而是对每个 key 依次调用 get 方法，然后收集结果。

【对单点故障的处理】

在负载均衡当中，每个节点都负责整个一致性哈希环中的一部分（称为哈希段）。当负载均衡当中出现单点故障时，故障节点对应的哈希段将无法执行存取操作，于是有两种处理方式：

1. 故障节点前面的节点自动接管该哈希段。这种方式适用于将 SSDB 用于缓存，因为缓存丢失是可以重新填充的；
2. 保留哈希段的故障状态，直到故障节点恢复。这种方式适用于将 SSDB 用于数据库，这样能严格保证一个 key 会保存在对应的节点中。

hydrogen-ssdb 缺省情况下使用第一种方式来处理。如果需要修改，可以以下面的方式：

ConsistentHashSharding sharding = (ConsistentHashSharding)ssdbClient.getSharding();
sharding.setSpofStrategy(SPOFStrategy.PreserveKeySpaceStrategy);

【如何添加 Cluster】

对于一致性哈希环，每一个 Cluster 的哈希段都是固定的，所以每添加一个新的 Cluster，都只会给当前的其中 1 个 Cluster 减负，而不是给所有的 Cluster 减负。例如当前有 A、B、C 三个 Cluster，那么当添加一个 D 到 A 和 B 之间，形成 “A-D-B-C” 时，它只会分担 A 的一部分哈希段，B 和 C 的哈希段没有改变，也就是说 B 和 C 的负载没有变化。

ConsistentHashSharding 使用 key 的 MD5 签名的前四个字节作为 hash 值，以尽可能让所有的 key 均匀分布。

由此可知，在添加 Cluster 之前，你需要明确的了解每个 Cluster 当前的负载情况，找到负载最重的 Cluster，将新的 Cluster 加在它后面。

所以，ConsistentHashSharding 的 addCluster() 方法有两个参数，第一个是要添加的 Cluster，第二个是需要被分担负载的 Cluster。

新加入的 Cluster 和原有的 Cluster 将根据双方的权重值重新分配原来的哈希段。假设两个 Cluster 的权重相同，则平分原来的哈希段。这个过程和其他的 Cluster 权重无关。

项目依赖

hydrogen-ssdb 依赖于下面两个框架：

• Apache commons-pool2 （对象池框架）
• slf4j （日志框架）

使用方法

依赖关系

在 <dependencies> 元素当中添加下面的内容：

<dependency>
  <groupId>com.github.yiding-he</groupId>
  <artifactId>hydrogen-ssdb</artifactId>
  <version>${hydrogen-ssdb.version}</version>
</dependency>

基本使用方法

SsdbClient client = new SsdbClient(host, port);
client.set("key", "value");
System.out.println(client.get("key"));   // output "value"
client.close();    // 应用结束时需要调用 close() 方法，也可以配置在 Spring 的 destroy-method 中

配置主从服务器

List<Server> servers = Arrays.asList(
        new Server("192.168.1.180", 8888, true),  // 主服务器
        new Server("192.168.1.180", 8889, false)  // 从服务器
);

SsdbClient client = SsdbClient.fromSingleCluster(servers);
client.set("name", "hydrogen-ssdb");    // 写入请求一定会发送给主服务器
System.out.println(client.get("name")); // 读取请求会随机发送给任意一台服务器

配置负载均衡

Sharding sharding = new ConsistentHashSharding(Arrays.asList(
        new Cluster(new Server("192.168.1.180", 8888), 100),  // 100 和 200 这两个参数指的是权重，
        new Cluster(new Server("192.168.1.180", 8889), 200)   // 权重越大的 Cluster 所保存的 key 越多。
));

SsdbClient ssdbClient = new SsdbClient(sharding);

使用注意

线程安全

SsdbClient 对象包含了对整个负载均衡的拓扑结构的处理，所以对于每一个由多个 SSDB 服务器组成的负载均衡架构，只需创建一个 SsdbClient 对象即可。另外 SsdbClient 是线程安全的，所以可以让任意多个线程访问。

误用导致内存占用过高

因为一个 SsdbClient 对象可能包含一个或多个连接池（每个连接池对应一个 SSDB 服务器），因此请不要创建大量的 SsdbClient 对象，这样完全没有必要，也会使得内存很容易被用光。

更新

• 2021-06-29: 版本号更新到 V1.2.8
  • qpushFront() 和 qpushBack() 方法现在可以接受二维 byte 数组，以便一次保存多组二进制数据。
• 2021-06-09：版本号更新到 V1.2.7
  • 没有调整执行逻辑，调整连接池创建机制，允许自定义连接池和连接池工厂
• 2020-10-29: 版本号更新到 V1.2.6
  • SsdbClient 新增 qpopFrontBytes(), qpopBackBytes(), qpopAllFrontBytes(), qpopAllBackBytes(), qfrontBytes(), qbackBytes(), qrangeBytes(), qsliceBytes()
• 2020-09-26: 版本号更新到 V1.2.5
  • 修复 hmultiget 命令没有正确处理二进制内容的问题
• 2020-07-10: 版本号更新到 V1.2.3
  • SsdbClient 添加 zexists() 方法。
• 2020-01-06: 版本号更新到 V1.2.2
  • SsdbClient 添加 multiGetBytes() 方法；
  • multiSet(List<KeyValue>) 也支持字节串；
  • 修复构造方法中超时时间单位错误的问题。
• 2019-12-31: 版本号更新到 V1.2.1 KeyValue 的内容类型改为 byte[] 以便处理 SSDB 中的二进制内容。
• 2019-10-01: 版本 V1.2.0 正式发布到 Maven 中心库。
• 2019-08-06: 版本号更新到 V1.2.0 修复了没有 auth 认证的问题
• 2019-03-27: 版本号更新到 V1.1.2 修复了运行过程中添加第二个 Cluster 失败的问题，以及自动扩展哈希段的问题
• 2019-02-06: 版本号更新到 V1.1.1 修复了 multiGet() 方法在多服务器环境下返回错误结果的问题。
• 2018-05-06: 修复了从节点恢复时没有被认作是从节点的问题。
• 2018-02-25: 版本号更新到 V1.1.0，添加了 multiGet() 方法，修复了若干方法在多服务器负载均衡上的 BUG。
• 2017-08-03: 修复了 Cluster 无法恢复的问题，版本号更新到 1.0.1。
• 2017-06-13: 完成了最后一个基本特性的实现，版本号正式改为 1.0.0。