Redis (十) 主从复制
先来简单了解下redis中提供的集群策略, 虽然redis有持久化功能能够保障redis服务器宕机也能恢复并且只有少量的数据损失，但是由于所有数据在一台服务器上，如果这台服务器出现硬盘故障，那就算是有备份也仍然不可避免数据丢失的问题。在实际生产环境中，我们不可能只使用一台redis服务器作为我们的缓存服务器，必须要多台实现集群，避免出现单点故。
Redis虽然读取写入的速度都特别快，但是也会产生读压力特别大的情况。为了分担读压力，Redis支持主从复制，Redis的主从结构可以采用一主多从或者级联结构，Redis主从复制可以根据是否是全量分为全量同步和增量同步。
如上图所示，我们可以将一台redis服务器作为主库，多台其他的服务器作为从库，主库只负责写数据，从库负责读数据，当主库数据更新时，会同步到它所有的从库。这就实现了主从复制，读写分离。既可以解决服务器负载过大的问题，又能够在一台服务器发生故障时及时使用其他服务器恢复数据。
下面演示一下redis中的主从复制，首先我们创建三份配置文件，分别对应端口号6379，6380，6381开启三个redis服务：
可以看到目前下面3台服务的角色（role）是master，也就是目前没有主从关系。
由于我们现在没有配置主从库，所以可以通过命令info replication看到，三台服务器都分别是独立的主库。现在我们将端口号6379配置为主库（master），将端口号6380和6381配置为6379的从库，配置方法为在从库中执行命令：SLAVEOF 主库IP地址 主库端口号，或者直接在从机的配置文件中配置 SLAVEOF 主库IP地址 主库端口号，然后重启
执行完SLAVEOF 命令以后我们再使用INFO REPLICATION 查看当前3台服务的关系，可以看到79服务为master ，其他两台为slave，说明主从关系建立完成，这里有个注意的点，就是在两台从机的配置文件里需要配置 masterauth password 主机密码，不然在建立主从关系的时候会提示认证失败。
可以看到一开始3台服务的库里都是空的，在主机上set 值以后，可以直接在从机上get，可以看到下图，当在从机上set值的时候会报错，这是为什么呢？
默认情况下，从库只能读取数据，执行写操作会报错：可以修改配置文件中的以下参数来配置从机是只读还是可写，这里推荐设置成yes 只读。
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slave-read-only yes |
将从库升级为独立的主库：
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1
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SLAVEOF NO ONE |
如果主库宕机，从库会“原地待命”，待主库重新连接之后，会恢复和主库的联系：
当主机重新启动，他依然会回到自己原先的角色，而自己的从机也依然在苦苦等待他回来，一旦发现他回来了，从机依然会在他手下效劳，但是，如果从库宕机，连接会断开，当从库重新连接后，需要重新建立与主库的连接： 如下图：
一个库可以是一个库的从库，同时也可以是另一个库的主库，这样可以有效减轻master的压力，避免所有的从库都从一个主库中读取数据：
主从复制的原理：
主库master和从库slave的复制分为全量复制和增量复制：
全量复制：全量复制一般发生在slave初始化阶段，此时slave需要将master上的所有数据都复制一份，具体步骤如下：
- 从库连接到主库，并发送一条SYNC命令；
- 主库接收到SYNC命令后，开始执行BGSAVE命令生成RDB快照文件，并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令；
- 主库执行完BGSAVE之后，将快照文件发送到所有从库，在此期间，仍继续将所有写命令记录到缓冲区；
- 从库在接收到快照文件后，丢弃所有旧数据，载入快照文件中的新数据；
- 主库继续向从库发送缓冲区中的写命令；
- 从库将快照文件中的数据载入完毕后，继续接收主库发送的缓冲区中的写命令，并执行这些写命令以更新数据。
完成上面的步骤之后，从库可以开始接收来自用户的读数据请求。增量复制：增量复制是指，在slave初始化完成后的工作阶段，主库将新发生的写命令同步到从库的过程。主库每执行一条写命令，都会向从库发送相同的写命令，从库会执行这些写命令。
总结：主库和从库初次建立连接时，进行全量复制；全量复制结束后，进行增量复制。但是当增量复制不成功时，需要发起全量复制。
主从复制的不足：
主从模式解决了数据备份和性能（通过读写分离）的问题，但是还是存在一些不足：
- RDB 文件过大的情况下，同步非常耗时。
- 在一主一从或者一主多从的情况下，如果主服务器挂了，对外提供的服务就不可用了，单点问题没有得到解决。如果每次都是手动把之前的从服务器切换成主服务器，这个比较费时费力，还会造成一定时间的服务不可用。
哨兵模式：
哨兵模式是通过后台监控主库是否故障，当主库发生故障时，将根据投票数自动将某一从库转换为主库。
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sentinel monitor host6399 192.168.254.137 6399 1 --配置监控的master节点sentinel down-after-milliseconds host6399 5000 --表示如果5s内mymaster没响应，就认为SDOWNprotected-mode no -- 禁止保护daemonize yes -- 后台运行logfile "/var/log/sentinel_log.log"sentinel failover-timeout host6399 15000 --表示如果15秒后,mysater仍没活过来，则启动failover，从剩下的slave中选一个升级为mastersentinel auth-pass host6399 wuzhenzhao -- 密码 |
然后通过 /usr/local/redis/bin/redis-sentinel /usr/local/redis/etc/sentinel.conf 启动哨兵会出现以下信息：
此刻说明哨兵已经启动，接下去我让主机 6379 宕机，来演示主机宕机以后从机的反客为主。
可以看到当主机宕机后，经过哨兵监控，发现主机宕机，会根据事先的配置文件里规则去选举新的master。这里选出来的是6380，如下图： 
- 需要相互感知的sentinel都向他们共同监视的master节点订阅channel:sentinel:hello
- 新加入的sentinel节点向这个channel发布一条消息，包含自己本身的信息，这样订阅了这个channel的sentinel就可以发现这个新的sentinel
- 新加入得sentinel和其他sentinel节点建立长连接
哨兵机制的不足:
主从切换的过程中会丢失数据，因为只有一个 master。只能单点写，没有解决水平扩容的问题。如果数据量非常大，这个时候我们需要多个 master-slave 的 group，把数据分布到不同的 group 中。
public class JedisSentinelTest {
private static JedisSentinelPool pool;
private static JedisSentinelPool createJedisPool() {
// master的名字是sentinel.conf配置文件里面的名称
String masterName = "redis-master";
Set<String> sentinels = new HashSet<String>();
sentinels.add("192.168.1.101:26379");
sentinels.add("192.168.1.102:26379");
sentinels.add("192.168.1.103:26379");
pool = new JedisSentinelPool(masterName, sentinels);
return pool;
}
public static void main(String[] args) {
JedisSentinelPool pool = createJedisPool();
pool.getResource().set("name", "qq"+System.currentTimeMillis());
System.out.println(pool.getResource().get("name"));
}
}
