主从复制介绍
为了避免单点Redis服务器故障，准备多台服务器，互相连通。将数据复制多个副本保存在不同的服 务器上，连接在一起，并保证数据是同步的。即使有其中一台服务器宕机，其他服务器依然可以继续 提供服务，实现Redis的高可用，同时实现数据冗余备份。
多台服务器连接方案
核心工作： master的数据复制到slave中
主从复制即将master中的数据即时、有效的复制到slave中
特征：一个master可以拥有多个slave，一个slave只对应一个master
职责：
- master:
- 写数据
- 执行写操作时，将出现变化的数据自动同步到slave
- 读数据（可忽略）
- slave:
- 读数据
- 写数据（禁止）
主从复制的作用
- 读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力
- 负载均衡：基于主从结构，配合读写分离，由slave分担master负载，并根据需求的变化，改变slave的数 量，通过多个从节点分担数据读取负载，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量
- 故障恢复：当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复
- 数据冗余：实现数据热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式
- 高可用基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用方案
主从复制工作流程
主从复制过程大体可以分为3个阶段
- 建立连接阶段（即准备阶段）
- 数据同步阶段
- 命令传播阶段
阶段一：建立连接阶段
建立slave到master的连接，使master能够识别slave，并保存slave端口号
slave： 保存master的地址与端口
master： 保存slave的端口
之间创建了连接的socket
主从连接（slave连接master）
方式一：客户端发送命令
slaveof <masterip> <masterport>
方式二：启动服务器参数
redis-server -slaveof <masterip> <masterport>
方式三：服务器配置 redis.conf
slaveof <masterip> <masterport>
主从断开连接
客户端发送命令
slaveof no one
slave断开连接后，不会删除已有数据，只是不再接受master发送的数据
授权访问
master客户端发送命令设置密码
requirepass <password>
master配置文件设置密码
config set requirepass <password>
config get requirepass
slave客户端发送命令设置密码
auth <password>
slave配置文件设置密码
masterauth <password>
slave启动服务器设置密码
redis-server –a <password>
阶段二：数据同步阶段工作流程
在slave初次连接master后，复制master中的所有数据到slave
将slave的数据库状态更新成master当前的数据库状态
slave： 具有master端全部数据，包含RDB过程接收的数据
master： 保存slave当前数据同步的位置
完成数据克隆
数据同步阶段master说明
1. 如果master数据量巨大，数据同步阶段应避开流量高峰期，避免造成master阻塞，影响业务正常执行
2. 复制缓冲区大小设定不合理，会导致数据溢出。如进行全量复制周期太长，进行部分复制时发现数据已 经存在丢失的情况，必须进行第二次全量复制，致使slave陷入死循环状态。
repl-backlog-size xxmb(默认：1mb)
master单机内存占用主机内存的比例不应过大，建议使用50%-70%的内存，留下30%-50%的内存用于执 行bgsave命令和创建复制缓冲区
数据同步阶段slave说明
1. 为避免slave进行全量复制、部分复制时服务器响应阻塞或数据不同步，建议关闭此期间的对外服务
slave-serve-stale-data yes|no
2. 多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件增多，会对带宽造成巨大冲击，如果 master带宽不足，因此数据同步需要根据业务需求，适量错峰
3. slave过多时，建议调整拓扑结构，由一主多从结构变为树状结构，中间的节点既是master，也是 slave。注意使用树状结构时，由于层级深度，导致深度越高的slave与最顶层master间数据同步延迟 较大，数据一致性变差，应谨慎选择
阶段三：命令传播阶段
当master数据库状态被修改后，导致主从服务器数据库状态不一致，此时需要让主从数据同步到一致的 状态，同步的动作称为命令传播
master将接收到的数据变更命令发送给slave，slave接收命令后执行命令
命令传播阶段的部分复制
部分复制的三个核心要素
- 服务器的运行 id（run id）
- 主服务器的复制积压缓冲区
- 主从服务器的复制偏移量
服务器运行ID（runid）
概念：服务器运行ID是每一台服务器每次运行的身份识别码，一台服务器多次运行可以生成多个运行id
组成：运行id由40位字符组成，是一个随机的十六进制字符 例如：fdc9ff13b9bbaab28db42b3d50f852bb5e3fcdce
作用：运行id被用于在服务器间进行传输，识别身份 如果想两次操作均对同一台服务器进行，必须每次操作携带对应的运行id，用于对方识别
实现方式：运行id在每台服务器启动时自动生成的，master在首次连接slave时，会将自己的运行ID发 送给slave，slave保存此ID，通过info Server命令，可以查看节点的runid
复制缓冲区
概念：复制缓冲区，又名复制积压缓冲区，是一个先进先出（FIFO）的队列，用于存储服务器执行过的命 令，每次传播命令，master都会将传播的命令记录下来，并存储在复制缓冲区
复制缓冲区内部工作原理
- 组成
- 偏移量
- 字节值
- 工作原理
- 通过offset区分不同的slave当前数据传播的差异
- master记录已发送的信息对应的offset
- slave记录已接收的信息对应的offset
数据同步阶段工作流程
心跳机制
进入命令传播阶段候，master与slave间需要进行信息交换，使用心跳机制进行维护，实现双方连接保持在线
- master心跳：
- 指令：PING
- 周期：由repl-ping-slave-period决定，默认10秒
- 作用：判断slave是否在线
- 查询：INFO replication 获取slave最后一次连接时间间隔，lag项维持在0或1视为正常
- slave心跳任务
- 指令：REPLCONF ACK {offset}
- 周期：1秒
- 作用1：汇报slave自己的复制偏移量，获取最新的数据变更指令
- 作用2：判断master是否在线
心跳阶段注意事项
当slave多数掉线，或延迟过高时，master为保障数据稳定性，将拒绝所有信息同步操作
min-slaves-to-write 2 min-slaves-max-lag 8
slave数量少于2个，或者所有slave的延迟都大于等于8秒时，强制关闭master写功能，停止数据同步
slave数量和slave延迟 由slave发送REPLCONF ACK命令做确认
主从复制常见问题
频繁的全量复制（1）
伴随着系统的运行，master的数据量会越来越大，一旦master重启，runid将发生变化，会导致全部slave的 全量复制操作
内部优化调整方案：
1. master内部创建master_replid变量，使用runid相同的策略生成，长度41位，并发送给所有slave
2. 在master关闭时执行命令 shutdown save，进行RDB持久化,将runid与offset保存到RDB文件中
-
- repl-id repl-offset
- 通过redis-check-rdb命令可以查看该信息
3. master重启后加载RDB文件，恢复数据
重启后，将RDB文件中保存的repl-id与repl-offset加载到内存中
-
- master_repl_id = repl master_repl_offset = repl-offset
- 通过info命令可以查看该信息
作用： 本机保存上次runid，重启后恢复该值，使所有slave认为还是之前的master
搭建主从
master
master配置 redis-6379.conf
port 6379 daemonize no #logfile "log_6379.log" dir ./data save 60 2 stop-writes-on-bgsave-error yes rdbcompression yes rdbchecksum yes dbfilename "dump-6379.rdb" appendonly yes appendfsync always appendfilename "appendonly-6379.aof" bind 127.0.0.1
启动
redis-server redis-config/redis-6379.conf
slave
slave配置redis-6380.conf
port 6380 daemonize no #logfile "log_6380.log" dir ./data slaveof 127.0.0.1 6379
启动
redis-server redis-config/redis-6380.conf
测试
master客户端
[root@localhost ~]# redis-cli -p 6379 127.0.0.1:6379> set name zhangsan OK
slave客户端
[root@localhost ~]# redis-cli -p 6380 127.0.0.1:6380> get name "zhangsan"