Redis详解(7)--主从复制

Redis详解(7)--主从复制

前面介绍Redis，我们都在一台服务器上进行操作的，也就是说读和写以及备份操作都是在一台Redis服务器上进行的，那么随着项目访问量的增加，对Redis服务器的操作也越加频繁，虽然Redis读写速度都很快，但是一定程度上也会造成一定的延时，那么为了解决访问量大的问题，通常会采取的一种方式是主从架构Master/Slave，Master以写为主，Slave 以读为主，Master 主节点更新后根据配置，自动同步到从机Slave 节点。

接下来我们就来介绍如何进行主从架构的搭建。

ps:这里我是在一台机器上模拟多个Redis服务器，与实际生产环境中相比，基本配置都是一样，仅仅是IP地址和端口号变化。

修改配置文件

首先将redis.conf 配置文件复制三份，通过修改端口分别模拟三台Redis服务器。

然后我们分别对这三个redis.conf 文件进行修改。

1. 修改 daemonize yes

   

   表示指定Redis以守护进程的方式启动（后台启动）

2. 配置PID文件路径 pidfile

   

   表示当redis作为守护进程运行的时候，它会把 pid 默认写到 /var/redis/run/redis_6379.pid 文件里面

3. 配置端口 port

   

4. 配置log 文件名字

   

5. 配置rdb文件名

   

依次将 6380redis.conf 、6381redis.conf 配置一次，则配置完毕。

接下来我们分别启动这三个服务。

通过命令查看Redis是否启动：

接下来通过如下命令分别进入到这三个Redis客户端：

redis-cli -p 6379
redis-cli -p 6380
redis-cli -p 6381

设置主从关系

1. 通过 info replication 命令查看节点角色

   

   

   

   我们发现这三个节点都是扮演的 Master 角色。那么如何将 6380 和 6381 节点变为 Slave 角色呢？

2. 选择6380端口和6381端口，执行命令：SLAVEOF 127.0.0.1 6379

   

   

   我们再看 6379 节点信息：

   

这里通过命令来设置主从关系，一旦服务重启，那么角色关系将不复存在。想要永久的保存这种关系，可以通过配置redis.conf 文件来配置。

slaveof 127.0.0.1 6379

测试主从关系

1. 增量复制

   主节点执行 set k1 v1 命令，从节点 get k1 能获取吗？

   

   

   

   由上图可知是可以获取的。

2. 全量复制

   通过执行 SLAVEOF 127.0.0.1 6379，如果主节点 6379 以前还存在一些 key，那么执行命令之后，从节点会将以前的信息也都复制过来吗？答案也是肯定的

3. 主从读写分离

   主节点能够执行写命令，从节点能够执行写命令吗？

   

   这里的原因是在配置文件 6381redis.conf 中对于 slave-read-only 的配置

   

   如果我们将其修改为 no 之后，执行写命令是可以的。

   

   但是从节点写命令的数据从节点或者主节点都不能获取的。

4. 主节点宕机

   主节点 Maste 挂掉，两个从节点角色会发生变化吗？

   

   

   上图可知主节点 Master 挂掉之后，从节点角色还是不会改变的。

5. 主节点宕机后恢复

   主节点Master挂掉之后，马上启动主机Maste，主节点扮演的角色还是 Master 吗？

   

   也就是说主节点挂掉之后重启，又恢复了主节点的角色。

哨兵模式

通过前面的配置，主节点Master 只有一个，一旦主节点挂掉之后，从节点没法担起主节点的任务，那么整个系统也无法运行。如果主节点挂掉之后，从节点能够自动变成主节点，那么问题就解决了，于是哨兵模式诞生了。

哨兵模式就是不时地监控redis是否按照预期良好地运行（至少是保证主节点是存在的），若一台主机出现问题时，哨兵会自动将该主机下的某一个从机设置为新的主机，并让其他从机和新主机建立主从关系。

Redis-Sentinel是redis官方推荐的高可用性解决方案，
当用redis作master-slave的高可用时，如果master本身宕机，redis本身或者客户端都没有实现主从切换的功能。

而redis-sentinel就是一个独立运行的进程，用于监控多个master-slave集群，
自动发现master宕机，进行自动切换slave > master。

sentinel主要功能如下：

• 不时的监控redis是否良好运行，如果节点不可达就会对节点进行下线标识
• 如果被标识的是主节点，sentinel就会和其他的sentinel节点“协商”，如果其他节点也人为主节点不可达，就会选举一个sentinel节点来完成自动故障转义
• 在master-slave进行切换后，master_redis.conf、slave_redis.conf和sentinel.conf的内容都会发生改变，即master_redis.conf中会多一行slaveof的配置，sentinel.conf的监控目标会随之调换

Redis Sentinel架构:

redis的一个进程，但是不存储数据，只是监控redis

哨兵模式搭建步骤：

1. 在配置文件目录下新建 sentinel.conf 文件，名字绝不能错，然后配置相应内容

   

   sentinel monitor 被监控机器的名字(自己起名字) ip地址 端口号 得票数
   

   

   分别配置被监控的名字，ip地址，端口号，以及得票数。上面的得票数为1表示表示主机挂掉后salve投票看谁接替成为主机，得票数大于1便成为主机

2. 启动哨兵

   redis-sentinel /etc/redis/sentinel.conf
   

   启动界面：

接下来，我们干掉主机 6379，然后看从节点有啥变化

干掉主节点之后，我们查看后台打印日志，发现 6381投票变为主节点了

这时候我们查看从节点 6381的节点信息：

6381 节点自动变为主节点了。

PS：哨兵模式也存在单点故障问题，如果哨兵机器挂了，那么就无法进行监控了，解决办法是哨兵也建立集群，Redis哨兵模式是支持集群的。

主从复制原理

Redis的复制功能分为同步（sync）和命令传播（command propagate）两个操作。

1. 旧版同步

   当从节点发出 SLAVEOF 命令，要求从服务器复制主服务器时，从服务器通过向主服务器发送 SYNC 命令来完成。该命令执行步骤：

   1. 从服务器向主服务器发送 SYNC 命令
   2. 收到 SYNC 命令的主服务器执行 BGSAVE 命令，在后台生成一个 RDB 文件，并使用一个缓冲区记录从开始执行的所有写命令
   3. 当主服务器的 BGSAVE 命令执行完毕时，主服务器会将 BGSAVE 命令生成的 RDB 文件发送给从服务器，从服务器接收此 RDB 文件，并将服务器状态更新为RDB文件记录的状态
   4. 主服务器将缓冲区的所有写命令也发送给从服务器，从服务器执行相应命令

2. 命令传播

   当同步操作完成之后，主服务器会进行相应的修改命令，这时候从服务器和主服务器状态就会不一致。

   为了让主服务器和从服务器保持状态一致，主服务器需要对从服务器执行命令传播操作，主服务器会将自己的写命令发送给从服务器执行。从服务器执行相应的命令之后，主从服务器状态继续保持一致。

总结：通过同步操作以及命令传播功能，能够很好的保证了主从一致的特性。

但是我们考虑一个问题，如果从服务器在同步主服务器期间，突然断开了连接，而这时候主服务器进行了一些写操作，这时候从服务器恢复连接，如果我们在进行同步，那么就必须将主服务器从新生成一个RDB文件，然后给从服务器加载，这样虽然能够保证一致性，但是其实断开连接之前主从服务器状态是保持一致的，不一致的是从服务器断开连接，而主服务器执行了一些写命令，那么从服务器恢复连接后能不能只要断开连接的哪些写命令，而不是整个RDB快照呢？

同步操作其实是一个非常耗时的操作，主服务器需要先通过 BGSAVE 命令来生成一个 RDB 文件，然后需要将该文件发送给从服务器，从服务器接收该文件之后，接着加载该文件，并且加载期间，从服务器是无法处理其他命令的。

为了解决这个问题，Redis从2.8版本之后，使用了新的同步命令 PSYNC 来代替 SYNC 命令。该命令的部分重同步功能用于处理断线后重复制的效率问题。也就是说当从服务器在断线后重新连接主服务器时，主服务器只将断开连接后执行的写命令发送给从服务器，从服务器只需要接收并执行这些写命令即可保持主从一致。

主从复制的缺点

主从复制虽然解决了主节点的单点故障问题，但是由于所有的写操作都是在 Master 节点上操作，然后同步到Slave 节点，那么同步就会有一定的延时，当系统很繁忙的时候，延时问题就会更加严重，而且会随着从节点slave的增多而愈加严重。