Redis详解（五）——主从复制
面临问题
- 机器故障。我们部署到一台 Redis 服务器，当发生机器故障时，需要迁移到另外一台服务器并且要保证数据是同步的。而数据是最重要的，如果你不在乎，基本上也就不会使用 Redis 了。
- 容量瓶颈。当我们有需求需要扩容 Redis 内存时，从 16G 的内存升到 64G，单机肯定是满足不了。当然，你可以重新买个 128G 的新机器。
解决办法
要实现分布式数据库的更大的存储容量和承受高并发访问量，我们会将原来集中式数据库的数据分别存储到其他多个网络节点上。
Redis 为了解决这个单一节点的问题，也会把数据复制多个副本部署到其他节点上进行复制，实现 Redis的高可用，实现对数据的冗余备份，从而保证数据和服务的高可用。
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)，后者称为从节点(slave),数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。
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。
主从复制的作用
- 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。
- 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。
- 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。
- 读写分离：可以用于实现读写分离，主库写、从库读，读写分离不仅可以提高服务器的负载能力，同时可根据需求的变化，改变从库的数量；
- 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。
主从复制启用
从节点开启主从复制，有3种方式：
- 配置文件： 在从服务器的配置文件中加入：slaveof <masterip> <masterport>
- 启动命令： redis-server启动命令后加入 --slaveof <masterip> <masterport>
- 客户端命令： Redis服务器启动后，直接通过客户端执行命令：slaveof <masterip> <masterport>，则该Redis实例成为从节点。
主从复制原理
主从复制过程大体可以分为3个阶段：连接建立阶段（即准备阶段）、数据同步阶段、命令传播阶段。
建立连接阶段
数据同步阶段
注意：
master
- 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，影响业务正常进行。
- 复制缓冲区大小设定不合理，会导致数据益处。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情况，必须进行第二次全量复制，知识slave陷入死循环。
- master单机内存占用主机内存的比例不应过大，建议使用50%-70%，留下30%-50%的内存用于执行bgsave命令和创建复制缓冲区
slave
- 为了避免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，建议关闭此期间对外服务
- 多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件会增多，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
- 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，中间的节点即时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
命令传播阶段
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16进制字符
- 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，master首次连接slave时，会将自己的运行id发送给slave，slave保存 此ID。
设置复制缓冲区的大小
- 测算从master到slave的重连平均时长second
- 获取master平均每秒产生写命令数据总量write_size_per_second
- 最优复制缓冲区大小 = 2 * write_size_per_second
心跳机制
