Redis主从复制

什么是主从复制

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，只能从主节点到从节点。master以写为主，slave以读为主

如果不进行配置，默认情况下，==每台Redis服务器都是主节点==

一个主节点可以有多个从节点或者没有从节点，但是从节点只有一个主节点

主从复制的作用

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：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（集群）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。

一般来说，要讲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服务器都会发生单点故障，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服务器的内存有限，并且一台Redis服务器内存为256G，也不能将所有的内存用作Redis存储内存，一般来说，==单台Redis最大使用内存不应该超过20G==

环境配置

主库的话，默认就是主库不需要额外的配置，如果想要修改日志文件的名称，还有rdb文件的名称，可以从配置文件中修改

下面我们以配置两个从库为例，我们先复制三份redis.conf 一个作为主库，两个作为从库

从库需要修改的信息

1、端口

2、pid 名字

3、log文件名字

4、rdb文件名字

这一步需要十分的细心，仔细在redis.conf 中修改

配置从机

一般情况下，我们只需要配置从机就好了

127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379 #slaveof 主机地址 端口号
#过命令查看当前机器的角色
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave #当前角色
master_host:127.0.0.1 #主机地址
master_port:6379 # 端口号
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:7
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:40194
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:2508403a0cc0362ec9e09dd428c12af2ab159b5e
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:40194
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:40194
#查看主机信息
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=40403,lag=1 #我们配置的从机
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=40403,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:2508403a0cc0362ec9e09dd428c12af2ab159b5e
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:40403
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:40403

当然用命令进行配置这样效果只是暂时的，真实情况下我们应该从配置文件中去配置

注意

从机只能读数据，主机只能写数据，主机断开连接，从机依然有主机的数据，但是不能进行写操作，如果主机重新连接进来，从机依旧可以直接获取主机写的信息

复制原理

这里简单的说一下复制的原理

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，同时收集所有接受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服务在接受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一次传给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

链路模式

这时我们上面用到的模型，还有一种链路模型

从机1是从机2的主机，但是从机1依旧是从机不是主机，如果主机断开连接，从机1依旧是主机

但是我们可以使用命令SLAVE no one让从机1变为主机

哨兵模式

上面介绍到，当主机宕机了，就需要手动从从机选择一个当主机，而哨兵模式就是自动给我们从从机中选择（投票算法）一个当做主机

简介

哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵哨兵的命令，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

通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括服务器和从服务器
当哨兵检测到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，让他们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能出现问题，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。

假设主服务宕机，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，投票结果由一个哨兵发起，进行failover（故障转移）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。

实践

1、配置哨兵文件

自己创建一个配置文件sentinel.conf

1 2	# sentinel monitor 被监控的名称 host port 1 sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1

后面的这个数字1，代表主机挂了，slave投票看让谁接替成为主机，票数最多的，就会成为主机这里就是表明这个是主机

2、启动哨兵

#运行命令 后面是自己的配置文件
bestrookie@bestrookiedeMac-mini etc % redis-sentinel sentinel.conf
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.790 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.790 # Redis version=6.2.4, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=15915, just started
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.790 # Configuration loaded
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.793 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 256).
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.793 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 6.2.4 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                  
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 15915
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           https://redis.io       
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.797 # Sentinel ID is bd2bc538e7d6e8a177d104b57a9253d035bc2d1c
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.798 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.799 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
15915:X 30 Jul 2021 10:16:43.800 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379

如果主服务器宕机了，这个时候就会从从机中随机选择一个服务器（投票算法）

如果主机后面又连接回来，当做从机

优点

1、哨兵集群，基于主从复制，所有的主从配置优点，全部具有

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

1、Redis不好在线扩容，集群容量一旦达到上限，在线扩容就十分麻烦

2、实现哨兵模式的配置较为麻烦

哨兵模式的全部配置

# 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 配置多少个sentinel哨兵统一认为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
# shell编程
# 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 # 一般都是由运维来配置