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图解Redis，Redis主从复制与Redis哨兵机制

哪 吒 2023-04-13 原文


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专栏导读

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大家好，我是哪吒。

上一篇分享了2023年再不会Redis，就要被淘汰了，完成了Redis的初体验。

今天分享一下Redis的持久化、事务、管道相关的知识点，实现快速入门，丰富个人简历，提高面试level，给自己增加一点谈资，秒变面试小达人，BAT不是梦。

一、Redis复制是什么？

Redis复制就是主从复制，当主服务器数据发生变化时，自动将新的数据同步到从数据库。

读数据库可以进行读写操作，从数据库一般指用于读操作。

Redis复制可以保证主数据库崩溃时可以进行数据恢复。

二、Redis复制能干嘛？

  1. 读写分离
  2. 容灾恢复
  3. 数据备份
  4. 水平扩容支撑高并发

三、Redis复制的缺点

1、复制延迟

由于所有的写操作都发生在master数据库，然后同步到slave数据库中，所以会有一定的数据延迟，当系统负担过重时，延迟越大，slave机器的增加也会增加数据延迟的时间。

2、master宕机

如果master宕机了，默认情况下不会将salve数据库自动升级为master数据库。

四、乐观复制策略

Redis采用乐观复制策略，容忍一段时间内主从数据库不一致，但保证最终一致性。这个策略保证了性能，在复制的时候，主数据库不会阻塞，可以继续提供服务。

五、Redis复制常用命令

1、info replication

查看节点的主从关系和配置信息。

2、replicaof 主库Ip 主库port

在从数据库的redis.conf中配置。

3、slaveof 主库IP 主库port

在运行期间修改slave节点的信息，如果该数据库已经是其它主数据库的从数据库了，那么它会停止与其的主从关系，转而成为新配置的主库的从数据库。

4、slaveof no one

使当前数据库停止与其它数据库的同步，升级为主数据库。

六、Redis复制工作流程

1、slave启动成功后，会连接master数据库，发送一个sync命令，同步数据；如果是第一次连接，则会进行一次全量复制，slave自身的数据会被master数据覆盖清除；

2、master数据库收到sync命令后，通过RDB开始保存快照，同时将所有接收到的用于修改数据库的命令缓存起来，master数据库执行完RDB持久化后，master将RBD文件和所有缓存的命令发送到所有的slave数据库，完成一次数据同步；

3、slave收到RDB文件和命令缓存后，将其加载到内存中，从而完成复制初始化；

4、repl-ping-replica-period 10，表示master发出ping包的周期默认是10秒；

5、完成首次数据全量同步后，master继续将新的收集到的修改命令定期传给slave数据库，完成数据同步；

6、如果从机重启了，master的backlog中会记录offset，master会将offset后面的数据复制给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
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-'

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哨兵是什么？

Redis提供了哨兵sentinel机制来监控Redis的性能，如果主数据库宕机了，根据投票数自动将某一个从数据库提升为主数据库，继续对外提供服务。

1、Redis哨兵的作用

  1. 主从监控，监控主从数据库是否运行正常；
  2. 消息通知，哨兵可以将故障信息发送给客户端；
  3. 故障转移，如果master异常。哨兵会进行主备切换，将其中一个slave转为master；
  4. 配置中心，客户端通过连接哨兵获取Redis服务集群的主节点信息；

2、使用哨兵的注意事项：

八、实战演练

1、搭建3个哨兵服务器

监控Redis主从服务器，不存放数据。

2、sentinel.conf参数选项说明

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

设置要监控的master服务器，quorum表示至少有几个哨兵认为客观下线，同意故障转移的法定票数，因此哨兵服务器一般为奇数个。

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

master服务器设置了密码：

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

通过命令，完成哨兵sentinel的启动，两种方式，任选其一：

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

九、哨兵运行流程和选举原理

当一个主从配置中的master失效后，sentinel会选举出一个新的master用于接替原master的工作，其它slave服务器自动指向新master，实现数据同步。

1、主观下线

指定多少毫秒之后，主节点没有应答哨兵，此时哨兵会主观上认为主节点已经下线。

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

2、客观下线

多个哨兵sentinel进行投票，根据投票结果才能确认一个master客观上已经宕机。

3、选举master三步走：

（1）先选出一个master服务器

当master数据库宕机后，各个哨兵sentinel节点会进行协商，先通过Raft算法选举出一个领导者哨兵节点，再由领导者进行master的选举。

  1. 根据Redis.conf中，优先级slave-priority或者replica-priority最高的从节点（数字越小优先级越高）。
  2. 复制偏移位置offset最大的从节点；
  3. 最小Run ID的从节点

（2）其它slave服务器连接到master服务器

执行slaveof no one命令会选举出新的master，并通过slaveof命令将其它从节点成为新master服务器的从节点。

（3）如果旧master服务器恢复正常了，也要成为新master服务器的slave从服务器。


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