圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

張哥說技術發表於2023-03-15
圖解Redis

大家好，我是哪吒。

上一篇分享了離譜！面試為啥都問Redis？趕緊補一下，完成了Redis的初體驗。

今天分享一下Redis主從複製與Redis哨兵機制相關的知識點，實現快速入門，豐富個人簡歷，提高面試level，給自己增加一點談資，秒變面試小達人，BAT不是夢。

圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

一、Redis複製是什麼？

Redis複製就是主從複製，當主伺服器資料發生變化時，自動將新的資料同步到從資料庫。

讀資料庫可以進行讀寫操作，從資料庫一般指用於讀操作。

Redis複製可以保證主資料庫崩潰時可以進行資料恢復。

二、Redis複製能幹嘛？

  1. 讀寫分離
  2. 容災恢復
  3. 資料備份
  4. 水平擴容支撐高併發

三、Redis複製的缺點

1、複製延遲

由於所有的寫操作都發生在master資料庫，然後同步到slave資料庫中，所以會有一定的資料延遲，當系統負擔過重時，延遲越大，slave機器的增加也會增加資料延遲的時間。

2、master當機

如果master當機了，預設情況下不會將salve資料庫自動升級為master資料庫。

四、樂觀複製策略

Redis採用樂觀複製策略，容忍一段時間內主從資料庫不一致，但保證最終一致性。這個策略保證了效能，在複製的時候，主資料庫不會阻塞，可以繼續提供服務。

五、Redis複製常用命令

1、info replication

檢視節點的主從關係和配置資訊。

2、replicaof 主庫Ip 主庫port

在從資料庫的redis.conf中配置。

3、slaveof 主庫IP 主庫port

在執行期間修改slave節點的資訊，如果該資料庫已經是其它主資料庫的從資料庫了，那麼它會停止與其的主從關係，轉而成為新配置的主庫的從資料庫。

4、slaveof no one

使當前資料庫停止與其它資料庫的同步，升級為主資料庫。

六、Redis複製工作流程

1、slave啟動成功後，會連線master資料庫，傳送一個sync命令，同步資料；如果是第一次連線，則會進行一次全量複製，slave自身的資料會被master資料覆蓋清除；

2、master資料庫收到sync命令後，透過RDB開始儲存快照，同時將所有接收到的用於修改資料庫的命令快取起來，master資料庫執行完RDB持久化後，master將RBD檔案和所有快取的命令傳送到所有的slave資料庫，完成一次資料同步；

3、slave收到RDB檔案和命令快取後，將其載入到記憶體中，從而完成複製初始化；

4、repl-ping-replica-period 10，表示master發出ping包的週期預設是10秒；

5、完成首次資料全量同步後，master繼續將新的收集到的修改命令定期傳給slave資料庫，完成資料同步；

6、如果從機重啟了，master的backlog中會記錄offset，master會將offset後面的資料複製給slave。

7187:C 14 Mar 22:14:24.106 # nzbc Redis is starting nzbc
7187:C 14 Mar 22:14:24.107 # Redis version=6.0.8, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=7187, just started
7187:C 14 Mar 22:14:24.108 # Configuration loaded
7188:S 14 Mar 22:14:24.110 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 256).
                _._
           _.-``__ ''-._
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 6.0.8 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 6380
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 7188
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-'

7188:S 14 Mar 22:14:24.120 # Server initialized
7188:S 14 Mar 22:14:24.114 * DB loaded from disk: 0.000 seconds
7188:S 14 Mar 22:14:24.122 * Before turning into a slave, using my master parameters to synthesize a cached master: I may be able to synchronize with the new master with just a partial transfer.
7188:S 14 Mar 22:14:24.122 * Ready to accept connections
7188:S 14 Mar 22:14:24.123 * Connecting to MASTER 127.0.0.1:6379
7188:S 14 Mar 22:14:24.123 * MASTER <-> SLAVE sync started
7188:S 14 Mar 22:14:24.123 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
7188:S 14 Mar 22:14:24.124 * Master replied to PING, replication can continue...
7188:S 14 Mar 22:14:24.124 * Trying a partial resynchronization (request 9b3cs5w9g6x3004fa9a0999361035b71ecf70ab4:30783).
7188:S 14 Mar 22:14:24.130 * Full resync from master: cb4as85df693ad62f09ce4f486e0d43ec8f36334:0
7188:S 14 Mar 22:14:24.130 * Discarding previously cached master state.
7188:S 14 Mar 22:14:24.163 * MASTER <-> SLAVE sync: receiving 5484 bytes from master
7188:S 14 Mar 22:14:24.165 * MASTER <-> SLAVE sync: Flushing old data
7188:S 14 Mar 22:14:24.165 * MASTER <-> SLAVE sync: Loading DB in memory
7188:S 14 Mar 22:14:24.167 * MASTER <-> SLAVE sync: Finished with success

七、Redis哨兵是什麼？

Redis提供了哨兵sentinel機制來監控Redis的效能，如果主資料庫當機了，根據投票數自動將某一個從資料庫提升為主資料庫，繼續對外提供服務。

1、Redis哨兵的作用

圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制
  1. 主從監控，監控主從資料庫是否執行正常；
  2. 訊息通知，哨兵可以將故障資訊傳送給客戶端；
  3. 故障轉移，如果master異常。哨兵會進行主備切換，將其中一個slave轉為master；
  4. 配置中心，客戶端透過連線哨兵獲取Redis服務叢集的主節點資訊；

2、使用哨兵的注意事項：

圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

八、實戰演練

1、搭建3個哨兵伺服器

監控Redis主從伺服器，不存放資料。

圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

2、sentinel.conf引數選項說明

bind 0.0.0.0
daemonize yes
protected-mode no
port 6391
logfile "/myredis/sentinel1.log"
pidfile /var/run/redis-sentinel6391.pid
dir /myredis
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
sentinel auth-pass mymaster 123456
圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制
圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

設定要監控的master伺服器，quorum表示至少有幾個哨兵認為客觀下線，同意故障轉移的法定票數，因此哨兵伺服器一般為奇數個。

sentinel monitor <master-name> 127.0.0.1 6379 <quorum>。

master伺服器設定了密碼：

sentinel auth-pass  <master-name>  <password>。

透過命令，完成哨兵sentinel的啟動，兩種方式，任選其一：

  1. redis-sentinel /path/to/sentinel.conf
  2. redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

九、哨兵執行流程和選舉原理

當一個主從配置中的master失效後，sentinel會選舉出一個新的master用於接替原master的工作，其它slave伺服器自動指向新master，實現資料同步。

1、主觀下線

指定多少毫秒之後，主節點沒有應答哨兵，此時哨兵會主觀上認為主節點已經下線。

sentinel down-after-millisecnds <master-name> <millisecnds>

2、客觀下線

多個哨兵sentinel進行投票，根據投票結果才能確認一個master客觀上已經當機。

3、選舉master三步走：

（1）先選出一個master伺服器

圖解Redis，Redis主從複製與Redis哨兵機制

當master資料庫當機後，各個哨兵sentinel節點會進行協商，先透過Raft演算法選舉出一個領導者哨兵節點，再由領導者進行master的選舉。

  1. 根據Redis.conf中，優先順序slave-priority或者replica-priority最高的從節點（數字越小優先順序越高）。
  2. 複製偏移位置offset最大的從節點；
  3. 最小Run ID的從節點

（2）其它slave伺服器連線到master伺服器

執行slaveof no one命令會選舉出新的master，並透過slaveof命令將其它從節點成為新master伺服器的從節點。

（3）如果舊master伺服器恢復正常了，也要成為新master伺服器的slave從伺服器。

十、總結

介紹了Redis複製、Redis複製的工作流程、Redis哨兵、Redis的實戰演練、Redis哨兵執行流程和選舉原理，文章通俗易懂，值得回味，哈哈


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