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  • 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
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