Redis主从复制

一、基本介绍

1、主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点（master/leader），后者称为从节点（slave/follower）；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。Master以写为主，Slave 以读为主。

 

2、默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点（或没有从节点），但一个从节点只能有一个主节点。

 

3、主从复制的作用主要包括：

①数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式

②故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复;实际上是一种服务的冗余。

③负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。

④高可用基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。

 

4、一般来说，要将Redis运用于工程项目中，只使用一台Redis是万万不能的，原因如下：

①从结构上，单个Redis服务器会发生单点故障，并且一台服务器需要处理所有的请求负载，压力较大;

②从容量上，单个Redis服务器内存容量有限，就算一台Redis服务器内存容量为256G，也不能将所有内存用作Redis存储内存一般来说，单台Redis最大使用内存不应该超过20G。

 

 5、电商网站上的商品，一般都是一次上传，无数次浏览的（多读少写），对于这种场景，可以使用如下架构：

主从复制，读写分离。80%的情况下爱都是在进行读操作。

架构中经常使用，减缓服务器压力。

在公司中，主从复制 是必须使用的，在真实的项目中不可能单机使用redis。

 

二、环境配置

只配置从库，不用配置主库

1、查看当前库信息：info replication

集群搭建（单机多服务）：

复制3个配置文件，然后修改对应信息

①端口：

②pid名字：

③log名字：

④dump.rdb名字：

修改完成之后，启动三个redis服务：

./bin/redis-server redis6379.cnf

./bin/redis-server redis6380.cnf

./bin/redis-server redis6381.cnf

查看3个服务：

 集群环境搭建成功。

 

三、配置一主二从

默认情况下，每台redis服务器都是主节点，我们一般情况下只用配置从机就可以了。（认老大）

一主（6379）二从（6380、6381）

在6380上执行：slaveof 127.0.0.1 6379

6379上查看：

 在6381上执行：slaveof 127.0.0. 6379

6379上查看：

以上已经实现一主二从的复制。

注意：用命令配置知识临时性的，重启之后就失效了。真真实的从库配置需要在配置文件中修改，这样就是永久性的

 

四、测试

主机可以进行写操作，从机不能进行写操作，只能读。主机中的所有信息和数据，都会被从机自动保存

1、测试数据同步

在主库6379上设置值：

 

 在从库上查看：

 以上实现主从数据同步。

2、测试：从库上不能进行写操作

3、测试主机宕机情况下

主机断开连接，从机依旧连接到主机，但是没有写操作，这个时候，如果主机回来了，从机依旧可以获取到主机写的数据。

4、测试从机宕机

如果是使用我们的命令配置的主从，这个时候从机如果重启了，那么此从机就会变成主机了。

只要再次变为从机，立马就会从主机中获取值。

 

五、复制原理

Slave启动成功连接到Master后会发送一个sync同步命令。

Master 接到命令，启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之后，Master将传送整个数据文件到Slave，并完成一次完全同步。

全量复制：Slave服务在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。

增量复制：Master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给Slave，完成同步。

只要是重新连接Master，一次完全同步（全量复制）将被自动执行，我们的数据一定可以在从机中看到。

 

六、层层链路

上一个M链接下一个S

 这时候也可以完成主从复制。

 

七、主库宕机，从库升主库

如果主机断开连接了，我们可以使用slaveof no one 让自己变为主机。其他从库就可以手动连接到这个最新的主机。

如果这个时候之前的主库修复了，那就需要重新配置。

 

 八、哨兵模式（自动选举主库）

1、概述

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel（哨兵）架构来解决这个问题。

能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。

哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

 

这里的哨兵有两个作用：

①通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。

②当哨兵监测到master宕机，会自动将slave切换成master，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。

 

2、哨兵模式原理：

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。

当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover操作。

切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。

3、测试：

我们目前的状态是一主二从

1、配置哨兵配置文件sentinel.conf：sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1

 

 2、启动哨兵

4、测试主机宕机

①先关掉Master：

 ②查看哨兵日志：

 ③哨兵自动选择了6380作为Master，从节点为6381

查看6380：

 

这时候如果之前宕机的Master正常使用了，只能归并到新的Master下，当做从机，这就会说哨兵模式的规则，如下演示：

①开启原Master：6379

 ②查看哨兵监控日志

③查看原Master：6379，变成了一个Slave

④查看新Master：6380，看到原Master6379变成新Master6380的Slave。新Master6380下有两个Slave：6379和6381

 

5、优点和缺点

优点：

①哨兵集群，基于主从复制模式，所有的主从配置优点，它全有。

②主从可以切换，故障可以转移，系统的可用性就会更好。

③哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮。

缺点：

①Redis不好在线扩容，集群容量一旦到达上限，在线扩容就十分麻烦。

②实现哨兵模式的配置很麻烦，里面有很多选择。如果哨兵集群，还要配置多个哨兵端口。

 

 6、哨兵配置文件说明

# Example sentinel.conf


# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379


# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp


"""
哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port
master-name 可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
quorum 当这些quorum个数sentinel哨兵认为master主节点失联 那么这时 客观上认为主节点失联了
sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
"""
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2



"""
当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
sentinel auth-pass <master-name> <password>
"""
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd



"""
指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
"""
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000


"""
这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步，

这个数字越小，完成failover所需的时间就越长，但是如果这个数字越大，就意味着越 多的slave因为replication而不可用。

可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。

sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
"""
sentinel parallel-syncs mymaster 1



"""
故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面：
1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。
4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
默认三分钟
sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
"""
sentinel failover-timeout mymaster 180000



# SCRIPTS EXECUTION
"""
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则：
#若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。

#通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时，将传给脚本两个参数，
一个是事件的类型，
一个是事件的描述。
如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
#通知脚本
# sentinel notification-script <master-name> <script-path>
"""
sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh



"""
客户端重新配置主节点参数脚本
当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
<master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
目前<state>总是“failover”,
<role>是“leader”或者“observer”中的一个。
参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的。
sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
"""
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh