Redis学习笔记（4）

一、Redis主从复制

1. 概念

为了避免服务的单点故障，会把数据复制到多个副本放在不同的服务器上，且这些拥有数据副本的服务器可以用于处理客户端的读请求，扩展整体的性能。我们把这种机制称之为主从复制，即master/slave复制机制。

主从复制的优势：读写分离、容灾恢复、数据冗余（热备份）。

2. 实现

概述：

我们可以通过slaveof <host> <port>命令，或者通过配置slaveof选项，来指定主服务器（master）和从服务器（slave），数据会从主服务器复制并备份到从服务器中。主服务器主要进行写操作，当主服务器的数据发生变化，master会发出命令流来保持对salve的更新，从而实现数据备份；而从服务器slave通常是只读的（可以通过slave-read-only指定）。

一个master可以有多个slave，即一主多从，但通常是一主二从，以避免中心化严重。而slave也可以接受其他slave的连接，形成“主从链”层叠状结构（cascading-like structure），自 Redis 4.0 起，所有的sub-slave也会从master收到完全一样的复制流；这样可以缓解master的压力。

阶段：主从复制主要分为三个阶段，即建立连接、数据同步、命令传播。

建立连接：在slaveof命令执行之后，从服务器根据设置的master的ip地址和端口，创建连向主服务器的socket套接字连接，连接成功后，从服务器会为这个套接字关联一个专门的处理器，用于处理后续的复制工作。此外，如果主服务器设置了requirepass选项，那么从服务器必须配置masterauth选项，且保证密码一致才能通过验证。

数据同步：从服务器向主服务器发送PSYNC命令，执行同步操作，并把自己的数据库状态更新至主服务器的数据库状态。数据同步可以分为完整重同步和部分重同步。

命令传播：完成数据同步之后，主从服务器的数据暂时达到一致状态，当主服务器执行了客户端的写命令之后，一致性被打破。为了能够使主从服务器的数据保持一致性，主服务器会对从服务器执行命令传播操作，即将写命令发送给从服务器，从服务器执行命令并更新数据库状态。

相关命令：

slaveof <host ip> <port> ：让当前服务器变成指定服务器（ip和port进行指定）的从服务器。

info replication：查看服务器在主从复制中的状态

slaveof on one ：使当前的服务器切断与其他服务器的连接，角色由slave变成master。

文件配置（redis.conf）：

在从服务器中添加配置slaveof <masterport> <masterport>选项，在5.0版本中使用了replicaof代替了slaveof。

slaveof还可以继续使用，不过建议使用replicaof。如果是使用命令行来复制的话，重启之后会无效。

注意事项：

- 在不同服务器之间进行主从复制的实现时，需要关闭系统的防火墙。如CentOS7中，关闭的命令是：systemctl stop firewalld.service；禁止开机启动：systemctl disable firewalld.service。

- 当主机挂了，从机数据仍然存在，但连接状态为down，从机角色不变；主机恢复，则连接状态变为up，主从复制继续。

- 当从机挂了之后又重启：如果是用命令执行的slaveof，则从机失去与主机的连接，从机角色变为master，需要重新执行slaveof才能重新连接；如果是采用配置文件进行指令，则会恢复连接，主从复制继续。

3. 哨兵（sentinel）模式

概述：是一种特殊的模式，由一个或多个哨兵进行对多个服务器进行监控，当主服务器发生故障后，哨兵会进行投票选举出新的主服务器以继续进行主从复制，从而实现了自动化的故障转移。哨兵模式可以通过sentinel.conf文件进行配置。注意，当原有的主服务器恢复，其角色不会恢复成master，而是变成slave。

功能：

监控（Monitoring）：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。
自动故障转移（Automatic failover）：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的其中一个从节点升级为新的主节点，并让其他从节点改为复制新的主节点。
配置提供者（Configurationprovider）：客户端在初始化时，通过连接哨兵来获得当前 Redis 服务的主节点地址。
通知（Notification）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。
其中，监控和自动故障转移功能，使得哨兵可以及时发现主节点故障并完成转移；而配置提供者和通知功能，则需要在与客户端的交互中才能体现。

这里对“客户端”一词在本文的用法做一个说明：在前面的文章中，只要通过 API 访问 Redis 服务器，都会称作客户端，包括 redis-cli、Java 客户端 Jedis 等。redis-cli 使用的是 Redis 提供的底层接口，而客户端则对这些接口、功能进行了封装，以便充分利用哨兵的配置提供者和通知功能。