redis 深入理解redis 主从复制原理

redis 主从复制

master 节点提供数据，也就是写。slave 节点负责读。

不是说master 分支不能读数据，也能只是我们希望将读写进行分离。

slave 是不能写数据的，只能处理读请求

主从实现

客户端 127.0.0.1:6379 服务器 212.64.89.173:6379

方式一

客户端发送请求同步命令

slaveof masterip masterport

slaveof 212.64.89.173 6379

方式二

客户端启动服务器参数

redis-server --slaveof masterip masterport

redis-server --slaveof 212.64.89.173 6379

方式三

在客户端的配置文件中写入 slaveof 信息

redis.conf

slaveof 212.64.89.173 6379

注意断开主从链接方式： 客户端执行 slaveof no one

设置链接密码

server 端

服务启动后设置

config set requierpass <password>

配置文件添加密码

# redis.conf

requirepass <password>

client 端

命令设置密码

auth <password>

配置文件设置密码

masterauth <password>

启动客户端设置密码

redis-cli -a <password>

建立连接

建立链接的过程就是希望 master 和 slave 都保有对方的 IP 和 Port。

数据同步

数据的同步分两部分，全量同步和增量同步，在增量同步结束后，master 应当保存Slave 同步数据的位置。

复制(积压)缓冲区

它有两部分组成 偏移量 + 字节值

结构

创建

1 当启动AOF 时就会创建复制积压缓冲区

2 当被选为 master 节点，必须创建积压缓冲区

作用

保存所有的对数据修改或数据库修改的指令，查询指令不会被记录。

数据源

所有的进入master 的对数据修改或数据库修改的指令都会被填充到积压缓冲区中。

偏移量

1 Master 和 Slave 都会记录 offset 值，每次复制都会对比offset 是否一致。如果一致，Master直接从 offset 处开始传缓冲区数据，如果不一致，那么Master将遵循 Slave 的offset 来传。当然会保证命令是完整的。

2 Master 保存有多个 offset 而 Slave 仅保存自己的。

3 Master发送一次，记录一次, Slave 接受一次记录一次。

关于Master注意

1如果master 数据量过大，应该避免业务高峰期进行数据同步。避免造成 master 阻塞

2 数据缓冲区满，此时将会丢弃最早的记录(FIFO)，如果全量复制的时间开销过大，则可能在开增量复制时候已经存在数据丢失，这会导致Master 和 Slave 数据不一致，为了保证一致性，必须开始新一轮的全量复制，完成后缓冲区又被填满并存在丢弃，则会让Slave进入死循环。

因此数据缓冲区要设置的大小合适(依具体情况而定)。

repl-backlog-size 1mb   # 默认的大小为 1MB

3 master 单机内存不应该占用主机内存过多。一般的 50 ～ 70% 预留下 30% ～ 50%来进行bgsave 、 创建复制缓冲区、执行其他业务等。

关于Slave注意

1 为避免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，建议关闭此期间的对外服务。

slave-server-stale-data yes|no

2 数据同步阶段，master 发送给 slave 信息可以理解 master 是 slave 的一个客户端，主动向slave发送命令。

3 多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件增多，会对带宽造成巨大冲击，如果master宽带不足，因此数据同步需要根据业务需求，适量错峰。

4 slave过多时，应该对拓扑结构进行调整，由一主多从结构变为树状结构，中间结点即是master,也是slave。但是使用树状结构时，因为层级越深，数据同步时延越大，因此将强一致性的数据放在顶层节点，一致性稍弱的数据放在靠底层的节点。

命令传播

当master数据库状态被修改后，导致主从服务器数据库状态不一致，此时需要让主从数据同步到一致的状态，同步的动作成为命令传播

master将接受到的数据变更命令发送给slave，slave接受命令后执行命令。

网络闪断闪连忽略

短时间网络中断部分复制

长时间网络中断全量复制

服务器运行ID(runid)

每台服务器每次运行都会产生的身份识别码，同一个服务器多次运行产生的runid是不一样的。

形式：runid 由 40 个字符组成一般是16进制的字符串

info server

run_id:409b6e9ea2e5c32958de8f365711598c98489f13

心跳机制

master

指令 PING

周期 repl-ping-slave-period 默认是 10s

作用判断 slave 是否在线

查询 INFO replication 获取最后一次 slave 连接时间间隔 lag = 0 / 1 属于正常

slave

指令 REPLCONF{offset}

周期: 1s

作用1: 汇报自己的复制偏移量获取最新的数据变更指令

作用2: 判断 master 是否存活

心跳注意事项

当 salve多数掉线或者网络延时过高时，master 会拒绝所有的同步信息。

min-slaves-to-write 2   # 最小的 slave 数量

min-slaves-max-lag 8  # 最长的

当 slave 的数量小于2 ，或者所有的时延都大于等于 8 时，会强关闭 master 的血功能来停止数据同步。

Slave 的数量和延时由REPLCONF{offset} 命令确认。

完整的主从复制流程

读写分离

在redis主从架构中，Master节点负责处理写请求，Slave节点只处理读请求。对于写请求少，读请求多的场景，例如电商详情页，通过这种读写分离的操作可以大幅提高并发量，通过增加redis从节点的数量可以使得redis的QPS达到10W+。

负载均衡

基于主从结构，配合读写分离，由slave分担master负载，并根据需求的变化，改变slave的数量，通过多个从节点分担数据读取负载，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量

故障恢复

当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复

数据冗余

实现数据热备份，时持久化之外的一种数据冗余方式

高可用基石

基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现redis 的高可用方案。