1. 主從復(fù)制機(jī)制

• 介紹：主機(jī)數(shù)據(jù)更新后根據(jù)配置和策略， 自動(dòng)同步到備機(jī)的master/slaver機(jī)制，Master以寫為主，Slave以讀為主；
  

• 優(yōu)點(diǎn)：
  1）讀寫分離，減輕主機(jī)的壓力，性能擴(kuò)展；
  2）容災(zāi)快速恢復(fù)：某個(gè)從機(jī)宕機(jī)，可自動(dòng)從其他的從機(jī)讀取數(shù)據(jù)；

• 缺點(diǎn)：復(fù)制延時(shí)，從機(jī)越多，復(fù)制延時(shí)的情況越嚴(yán)重；

• 通常配置為“一主多從”模式，主機(jī)宕機(jī)帶來的影響可通過搭建集群解決；

1.1 復(fù)制原理

• 數(shù)據(jù)復(fù)制分為：1）全量復(fù)制：在從機(jī)連接主機(jī)時(shí)觸發(fā)；2）增量復(fù)制：在主機(jī)有數(shù)據(jù)更新操作時(shí)觸發(fā)；
  
  情況1：從機(jī)連接主機(jī)（全量復(fù)制）
• 從機(jī)Slave向主機(jī)Master發(fā)出數(shù)據(jù)同步請(qǐng)求；
• 主機(jī)將當(dāng)前內(nèi)存中數(shù)據(jù)持久化到本地rdb文件中，將rdb文件發(fā)送到從機(jī)；
• 從機(jī)保存rdb文件，隨后加載該文件復(fù)制數(shù)據(jù)；

情況2：主機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)更新（增量復(fù)制）

• 主機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)更新，主動(dòng)將數(shù)據(jù)更新操作發(fā)送到從機(jī)；
• 從機(jī)接收更新數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)同步；

1.2 配置“一主多從”試驗(yàn)主從復(fù)制

• 此處在一臺(tái)服務(wù)器中，通過啟動(dòng)不同的Redis進(jìn)程模擬“1主2從”；
• 有條件的可以使用多臺(tái)主機(jī)模擬；
• 提前創(chuàng)建一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浄胖酶鱾€(gè)進(jìn)程對(duì)應(yīng)的redis.conf配置文件：1）mkdir redis_demo；2）cd redis_demo；
• 不同Redis進(jìn)程需要對(duì)應(yīng)不同的啟動(dòng)端口，此處三個(gè)進(jìn)程分別對(duì)應(yīng)6379、6380、6381端口；
• 配置文件公共內(nèi)容通過include參數(shù)引入，由相同目錄下redis.conf文件提供；
• 主機(jī)負(fù)責(zé)寫數(shù)據(jù)，從機(jī)負(fù)責(zé)讀數(shù)據(jù)；

1）為每個(gè)Redis進(jìn)程提供配置文件

• 各進(jìn)程對(duì)應(yīng)配置文件分別為：redis6379.conf、redis6380.conf、redis6381.conf；
• 配置文件內(nèi)容包括：
  拷貝多個(gè)redis.conf文件include(寫絕對(duì)路徑)；
  開啟daemonize yes；
  Pid文件名字pidfile；
  指定端口port；
  Log文件名字；
  dump.rdb名字dbfilename；
  Appendonly 關(guān)掉或者換名字；
  

2）分別在不同客戶端啟動(dòng)Redis服務(wù)

• 使用不同的配置文件，通過redis-server redis***.conf啟動(dòng)Redis服務(wù)；
• 使用redis-cli -p 端口號(hào)訪問Redis服務(wù)；
• 可使用info replication查看主從復(fù)制信息；

3）配置服務(wù)器成為某主機(jī)的下屬?gòu)臋C(jī)

• 在從機(jī)環(huán)境下使用slaveof 主機(jī)ip 主機(jī)Redis服務(wù)對(duì)應(yīng)端口進(jìn)行配置；

1.3 不同模式

1.3.1 一主二仆

• 一個(gè)主機(jī)Master，兩個(gè)從機(jī)Slave；
• 從機(jī)一旦連接主機(jī)，則會(huì)從頭復(fù)制主機(jī)數(shù)據(jù)；
• 從機(jī)只負(fù)責(zé)讀數(shù)據(jù)，無法寫數(shù)據(jù)；
• 主機(jī)宕機(jī)后，從機(jī)不作任何操作，原地等待主機(jī)恢復(fù)；
  

1.3.2 薪火相傳

• 從機(jī)slave也可以作為某些下屬服務(wù)器的主機(jī)master；
• 從機(jī)只會(huì)與其從屬的主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；
• 優(yōu)點(diǎn)：有效降低主機(jī)的寫壓力；
• 缺點(diǎn)：一旦作為“主機(jī)”的從機(jī)宕機(jī)，其下屬的從機(jī)都無法進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制；
  

1.3.3 反客為主

• 當(dāng)主機(jī)宕機(jī)后，與其相連的從機(jī)可變?yōu)橹鳈C(jī)；
• 實(shí)現(xiàn)方式，在從機(jī)中執(zhí)行slaveof no one命令即可；

1.4 哨兵模式

• 反客為主的自動(dòng)版，能夠后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)是否故障，如果故障了根據(jù)投票數(shù)自動(dòng)將從庫轉(zhuǎn)換為主庫；
  
• 選擇策略：
  優(yōu)先級(jí)在redis.conf中默認(rèn)：replica-priority 100，值越小優(yōu)先級(jí)越高；
  偏移量是指獲得原主機(jī)數(shù)據(jù)最全的；
  每個(gè)redis實(shí)例啟動(dòng)后都會(huì)隨機(jī)生成一個(gè)40位的runid；
  

1.4.1 使用一主二仆模式試驗(yàn)哨兵模式

• 提前配置好一主二仆模式，參見2.2節(jié)；
• 在配置文件目錄下新建sentinel.conf哨兵模式配置文件；
• sentinel.conf文件中寫入內(nèi)容sentinel monitor 監(jiān)控主機(jī)別名 主機(jī)ip Redis進(jìn)程端口號(hào) 同意發(fā)生遷移的哨兵數(shù)量：該哨兵需要監(jiān)控的主機(jī)ip等信息；
• 啟動(dòng)哨兵：redis-sentinel sentinel.conf；
• 一旦哨兵所監(jiān)控的主機(jī)發(fā)生故障，哨兵會(huì)根據(jù)投票數(shù)量在主機(jī)所下屬的從機(jī)中選取一個(gè)作為新的主機(jī)；
• 原始主機(jī)重新啟動(dòng)后，自動(dòng)變?yōu)閺臋C(jī)；

2. 集群

• Redis存在的問題：
  1）Redis擴(kuò)容問題；
  2）Redis分?jǐn)偛l(fā)寫操作；
  3）主從模式，薪火相傳模式，主機(jī)宕機(jī)，導(dǎo)致ip地址發(fā)生變化，應(yīng)用程序中配置需要修改對(duì)應(yīng)的主機(jī)地址、端口等信息；

• 解決方案：
  1）早期方案：代理主機(jī)
  特點(diǎn)：客戶端請(qǐng)求通過代理主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)；
  
  2）早期方案：無中心化集群
  特點(diǎn)：服務(wù)器之間互相連通，任何一臺(tái)服務(wù)器都可以作為客戶端訪問入口；
  

• 集群介紹：
  1）Redis 集群實(shí)現(xiàn)了對(duì)Redis的水平擴(kuò)容，即啟動(dòng)N個(gè)redis節(jié)點(diǎn)，將整個(gè)數(shù)據(jù)庫分布存儲(chǔ)在這N個(gè)節(jié)點(diǎn)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)總數(shù)據(jù)的1/N；
  2）Redis 集群通過分區(qū)（partition）來提供一定程度的可用性（availability）： 即使集群中有一部分節(jié)點(diǎn)失效或者無法進(jìn)行通訊， 集群也可以繼續(xù)處理命令請(qǐng)求；

• 集群缺點(diǎn)：
  1）多鍵操作是不被支持的 ；
  2）多鍵的Redis事務(wù)是不被支持的；lua腳本不被支持；
  3）由于集群方案出現(xiàn)較晚，很多公司已經(jīng)采用了其他的集群方案，而代理或者客戶端分片的方案想要遷移至redis cluster，需要整體遷移而不是逐步過渡，復(fù)雜度較大；

2.1 模擬實(shí)現(xiàn)集群

搭建集群流程：

• 1）清空已有的rdb文件、aof文件；
• 2）使用Redis服務(wù)器中6個(gè)不同的Redis進(jìn)程模擬不同服務(wù)器，進(jìn)程分別對(duì)應(yīng)6379、6380、6381、6389、6390、6391端口，對(duì)應(yīng)配置文件分別為：**redis6379.conf、redis6380.conf、redis6381.conf等；
• 3）配置文件內(nèi)容包括：
  拷貝多個(gè)redis.conf文件include(寫絕對(duì)路徑)；
  開啟daemonize yes；
  Pid文件名字pidfile；
  指定端口port；
  Log文件名字；
  dump.rdb名字dbfilename；
  Appendonly 關(guān)掉或者換名字；
  cluster-enabled yes 打開集群模式；
  cluster-config-file nodes-xxx.conf 設(shè)定節(jié)點(diǎn)配置文件名；
  cluster-node-timeout 15000 設(shè)定節(jié)點(diǎn)失聯(lián)時(shí)間，超過該時(shí)間（毫秒），集群自動(dòng)進(jìn)行主從切換；
• 4）啟動(dòng)6個(gè)Redis進(jìn)程；
• 5）將6個(gè)節(jié)點(diǎn)合成一個(gè)集群：進(jìn)入Redis安裝目錄的src目錄下，使用redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 ip:6379 ip:6380 ip:6381 ip:6389 ip:6390 ip:6391進(jìn)行合體；
• 6）采用redis-cli -c -p 任意Redis服務(wù)端口進(jìn)行集群策略連接，設(shè)置數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)切換到相應(yīng)的寫主機(jī)；
• 可使用cluster nodes查看集群節(jié)點(diǎn)信息；

2.1.1 節(jié)點(diǎn)分配策略

• 此處采用6個(gè)節(jié)點(diǎn)搭建無中心化主從集群；
• 每個(gè)主機(jī)搭配一個(gè)從機(jī)；
• Redis要求集群至少有3個(gè)主節(jié)點(diǎn)；
• --cluster-replicas 1指Redis要求每個(gè)主機(jī)至少需要一個(gè)從機(jī)，故6個(gè)節(jié)點(diǎn)被分為3組，每組由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)和一個(gè)從節(jié)點(diǎn)構(gòu)成；
• 分配原則：1）盡量保證主節(jié)點(diǎn)不在同一個(gè)IP地址；2）盡量保證主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)不在同一個(gè)IP地址；

2.1.2 slots介紹

• slot是插槽的意思，Redis集群共包括16384個(gè)插槽，編號(hào)為0~16383；
• Redis集群將所有的插槽均分到每個(gè)主節(jié)點(diǎn)中，即每個(gè)主節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的插槽對(duì)應(yīng)一個(gè)編號(hào)區(qū)間，比如0~5460；
• 數(shù)據(jù)庫中的鍵屬于某個(gè)插槽slot，集群通過CRC16(key) % 16384 來計(jì)算鍵key屬于哪個(gè)槽；

2.2 集群相關(guān)操作

• 在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，集群會(huì)先計(jì)算出鍵key屬于哪個(gè)槽，然后通過插槽缺點(diǎn)數(shù)據(jù)所在主節(jié)點(diǎn)；
• 寫入數(shù)據(jù)時(shí)需注意，不在一個(gè)slot下的鍵值，是不能使用mget,mset等多鍵操作，如果還想使用則需要通過{}定義組的概念，從而使key中{}內(nèi)相同內(nèi)容的鍵值對(duì)放到一個(gè)slot中去；
• 查找數(shù)據(jù)：
  1）cluster keyslot key計(jì)算key所在插槽；
  2）cluster countkeysinslot 插槽編號(hào)統(tǒng)計(jì)該插槽內(nèi)key的數(shù)量；
  3）cluster getkeysinslot 插槽編號(hào) 期望返回的key數(shù)量返回期望數(shù)量個(gè)該槽中的鍵；

2.3 故障恢復(fù)

• 主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，超過15秒會(huì)自動(dòng)發(fā)生主從切換，切記如果為服務(wù)器設(shè)置了訪問密碼，需要在從機(jī)配置文件中配置對(duì)應(yīng)主機(jī)masterauth 密碼才能自動(dòng)切換；
• 發(fā)生故障的主節(jié)點(diǎn)恢復(fù)后，成為從機(jī)；
• 如果某段插槽對(duì)應(yīng)的主從節(jié)點(diǎn)都出現(xiàn)故障，存在以下兩種情況，該參數(shù)在redis.conf文件中進(jìn)行配置：
  1）cluster-require-full-coverage = yes則整個(gè)集群全部掛掉，不能使用；
  2）cluster-require-full-coverage = no則整個(gè)集群中只有當(dāng)前主從節(jié)點(diǎn)無法使用，其他部分正常使用；

參考資料：《尚硅谷》文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-479095.html

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