Redis主从复制和哨兵模式

Redis主从复制

概念

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Reds服务器。前者称为主节点(master / leader),后者称为从节点(slave / follower)。

数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。 Master以写为主，Slave以读为主。

主从复制，读写分离。百分之八十的情况下都是在进行读操作，为了减轻服务器的压力。
最低配一主二从

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点，且一个主节点可以有多个从节点（或没有从节点），但一个从节点只能有一个主节点。

主从复制的作用

  1. 数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
  2. 故障恢复：当主节点出现问题时，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复。实际上是一种服务的冗余。
  3. 负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点)，分担服务器负载。尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量，
  4. 高可用( 集群 )基石：除了上述作用以外，主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。

一般来说，要将Redis运用于工程项目中，只使用一台Redis:是万万不能的（出现宕机，至少一主二从），原因如下：

  1. 从结构上，单个Reds服务器会发生单点故障，并且一台服务器需要处理所有的请求负载，压力较大：
  2. 从容量上，单个Redis服务器内存容量有限，就算一台Redis服务器内存容量为256G,也不能将所有内存用作Reds存储内存，一般来说，单台Reds最大使用内存不应该超过20G,

电商网站上的商品，一般的都是一次上传，无数次浏览的，“多读少写”。
对于这种场景，我们可以使用如下架构：
在这里插入图片描述

测试

环境配置
只配置从库，不用配置主库

redis默认就是一个master

127.0.0.1:6379> info replication  //查看当前库的信息
# Replication
role:master    //角色 master
connected_slaves:0   //没有从机
master_failover_state:no-failover
master_replid:7ed71356935f54777c3befc344d561e80e39cb7a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

首先将配置文件redis.conf复制三份

[root@VM-4-2-centos wconfig]# cp redis.conf redis79.conf
[root@VM-4-2-centos wconfig]# cp redis.conf redis81.conf
[root@VM-4-2-centos wconfig]# cp redis.conf redis80.conf
[root@VM-4-2-centos wconfig]# ls
redis79.conf  redis80.conf  redis81.conf  redis.conf

修改对应信息
port：进程占用的端口号
pid(port ID)：记录了进程的 ID，文件带有锁。可以防止程序的多次启动。
logfile：明确日志文件的位置
dbfilename：持久化文件位置

  1. 端口
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  2. pid名字
    在这里插入图片描述
    4.
  3. 日志文件名字
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  4. 修改持久化文件
    在这里插入图片描述vim
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

启动

[root@VM-4-2-centos bin]# redis-server wconfig/redis79.conf 
[root@VM-4-2-centos bin]# redis-server wconfig/redis80.conf
[root@VM-4-2-centos bin]# redis-server wconfig/redis81.conf

可以看到启动成功
在这里插入图片描述

一主二从

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点

一般情况下只配从机。这里我们约定6379端口的redis为主机，6380和6381端口的redis为从机。

slaveof 主机地址 主机端口

接下来我们将6380和6381端口的redis设置为6379端口redis的从机
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
使用命令的主从配置是暂时的，真实的主从配置应该在配置文件中进行配置的，这样才是永久的。

在这里插入图片描述

细节

主机可以写，从机只能读
主机中的所有信息和数据，都会自动被从机保存

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK

127.0.0.1:6380> get k1
"v1"
127.0.0.1:6380> set k2 v2
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

主机断开连接，从机依旧连接主机，但是没有写操作。这个时候如果主机回来了，从机依旧可以直接获取到主机的写操作的信息。

如果是使用命令行进行配置的主从，从机如果重启了就会变回master。只要变回从机，就会立马从主机中获取到值。

复制原理
Slave启动成功连接到master后会发送一个sync同步命令

Master接到命令，启动后台的存盘进程，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令，在后台进程执行完毕之后，master将传送整个数据文件到slave,并完成一次完全同步。

全量复制：而salve服务在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。
增量复制：Master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步。

但是只要是重新连接master,一次完全同步（全量复制）将被自动执行。

层层链路

上一个master链接下一个slave
在这里插入图片描述
此时中间的slave（master）依旧是从节点，无法写入。

这个时候，如果没有master了，主机断开连接，slave（master）执行slaveof on one让自己变成主机，其他的节点就可以手动连接到最新的主节点。原来的master老大回来了也没用。

哨兵模式

自动选举老大的模式

概述

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel(哨兵)架构来解决这个问题。

谋朝篡位的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。

哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

基本模型

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
这里的哨兵有两个作用：

  • 通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。
  • 当哨兵监测到master宕机，会自动将slaver切换成master,然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。
在这里插入图片描述
假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行 failover 过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行 failover [故障转移] 操作。切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。

测试

  1. 配置哨兵配置文件sentinel.conf
//sentinel monitor 被监控的名称 host port 1
sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1

后面的数字1，代表master挂了后，slave投票谁接替主机

  1. 启动哨兵
    在这里插入图片描述
  2. master断开
    从slave中随机选取一个作为master
    failover 故障转移
    在这里插入图片描述
    可以看到6381作为master了
    在这里插入图片描述
  3. 如果之前的master（6379）连接回来，也只能作为当前master（6381）的slaver
    在这里插入图片描述

优点：

  1. 哨兵集群，基于主从复制模式，所有的主从配置优点，都有
  2. 主从可以切换，故障可以转移，系统的可用性更好
  3. 哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮

缺点：

  1. Redis不好在线扩容，集群数量一旦到达上限，在线扩容就十分麻烦
  2. 实现哨兵模式的配置是十分麻烦的，里面有很多选择

哨兵模式的全部配置

Example sentinel.conf

//哨兵sentine1实例运行的断开  默认26379
//如果有哨兵集群，我们还需配置每个哨兵的哨兵端口
port 26379

//哨兵sentine1的工作目录
dir /tmp

//哨兵sentinel监控的redis主节点的ip port
//master-name可以自己命名的主节点名字只能出字A-Z、数字0-9、这三个字符".-_"组成。
//quorum配置多少个sentine1哨兵统一认为master主节点失联，那么这时客观认为主节点失联了
//sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port><quorum>
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

//当在Redis实例中开启了requirepass foobared授权码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
//设置哨兵sentinel连接主从的密码注意必须为主从设置一样的验证密码
//sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123password

//指定多少毫秒之后,主节点没有应答哨兵sentinel此时哨兵主观上认为主节点下线，默认30秒
//sentinel down-after-milliseconds <master-name><milliseconds>
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

//这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行同步
//这个数字越小，完成failover所需的时间就越长
//这个数字越大，就意味着越多的slave因为replication而不可用
//可以通过将这个值设为1来保证每次只有一个slave处于不能处理命令请求的状态
//sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
sentinel parallel-syncs mymaster 1

//故障转移的超时时间failover-timeout可以用在以下这些方面：
//1.同一个sentinel对同一个master两次fai1over之间的间隔时间
//2.当一个s1ave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间，直到s1ave被纠正为向正确的master那里同步数据时
//3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间
//4.当进行fai1over时，配置所有s1aves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，s1aves依然会被正确配置为指向master,但是就不按para11e1-syncs所配置的规则来了
//默认三分钟
//sentinel failover-timeout <master-name><milliseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000

//SCRIPTS EXECUTION

//配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例加当系统运行不正常时发邮件通知相关人员
//对于脚本的运行结果有以下规则：
//若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
//若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行
//如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同
//一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行

//通知型脚本：当sentine1有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
//这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。
//调用该脚本时，将传给脚本两个参数，一个是事件的类型，一个是事件的描述。
//如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
//通知脚本
//sentinel notification-script <master-name><script-path>
sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh

//客户端重新配置主节点参数脚本
//当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master已经发生改变的信息。
//以下参数将会在调用脚本时传给脚本：
//<master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
//目前<state>总是“failover",
//<role>是“leader"或者“observer"中的一个
//参数from-ip,from-port,to-ip,to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的s1ave)通信的
//这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的
//sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh

一般由运维来配置

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