Redis数据库系列Redis主从复制

Posted 2021-05-21 一宿君

第五章、主从复制

学习目标

 主从复制简介
 主从复制工作流程
 主从复制常见问题

5.1、主从复制简介

• 互联网“三高”架构
   高并发
   高性能也
   高可用
• 单机redis的风险与问题：
• 问题1、机器故障：
   现象：硬盘故障、系统崩溃
   本质：数据丢失，很可能对业务造成灾难性打击
   结论：基本上会放弃使用redis.
  redis是通过持久化将数据存储在内存中，即使redis服务器发生了重启数据基本也不会丢失（或是丢失极少量数据），但是因为数据时存储在一台服务器的内存中的，如果说这台服务器出现故障系统崩了，那么数据将会将会全部丢失。
• 问题2、容量瓶颈：
   现象：内存不足，从16G升级到64G，从64G升级到128G，无限升级内存
   本质：穷，硬件条件跟不上
   结论：放弃使用redis
• 最终解决办法：
  为了避免单点Redis服务器故障，我们需要将数据复制多份分别部署在多台不同的服务器上，并且这多台服务器是互相连通的，保证数据同步。即使其中一台服务器出现宕机现象也不用慌，其他服务器依然可以继续提供服务，实现Redis的高可用，同时实现数据冗余备份。

其实这就用到了我们要学的主从复制，多台从机连接一台主机。

• 提供数据放(收集数据方)：master
  主服务器，主节点，主库
  主客户端
• 接收数据方：slave
  从服务器，从节点，从库
  从客户端
• 内部机制
  Redis内部机制提供了主机向多个从机自动复制数据的功能（数据同步）。
• 主从复制主要特征：
  一个master对应多个slave，而一个slave只能对应一个master。
  master：
  一个master可以对应多个slave，master主要负责写入数据，当然也可以读数据，但是一般不适用主机读数据。
  slave：
  slave主要负责读取数据，但是不可以写入数据。
• 主从复制的作用：
   读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力
   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，立刻通过哨兵模式从多个从机中推选出一个服务器做主机master，来继续提供服务，实现快速的故障恢复
   数据冗余：实现数据热备份，是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

5.2、主从复制工作流程

• 主从复制过程大体可以分为3个阶段
   建立连接阶段（即准备阶段）
   数据同步阶段
   命令传播阶段
  
  
• 建立连接阶段工作流程：
  步骤1：设置master的地址和端口，保存master信息
  步骤2：建立socket连接
  步骤3：发送ping命令（定时器任务）
  步骤4：身份验证
  步骤5：发送slave端口信息
  至此，主从连接成功！
• 状态：
  slave：保存master的地址与端口
  master：保存slave的端口
  总体：之间创建了连接的socket
• 可以简单理解成如下图工作流程：
  
• 主从连接（slave连接master）
• 方式一：客户端发送命令(redis服务器启动后指定主机ip和端口号，成为其从机)

  slaveof <masterip> <masterport>
  

• 方法二：启动服务器参数(在redis服务器启动的时候直接指定主机ip和端口号，成为其从机)

  redis-server -slaveof <masterip> <masterport>
  

• 方法三：在配置文件中配置参数（推荐）

  slaveof <masterip> <masterport>
  

• 主从断开连接：客户端发送命令

  slaveof no one
  

  slave断开连接后，不会删除已有数据，只是不再接受master发送的数据。

5.2.1、模拟真实操作环境

将redis解压包复制四份在同一个文件夹中，方便管理，当然真实的环境，每台服务器可能都在不同的地区，如下图：
1. 我们以端口号6379作为主机master，另外三台作为从机，先修改每台服务器的配置文件redis.windows.conf中的密码和端口号，如下图：


2. 上述操作做完，在redis解压包目录中创建一个redis-server服务启动集群和客户端连接服务集群，方便操作，省的以后每次启动和客户端连接服务都要重新乔代码。


这时我们启动服务器测试一下：

服务器都启动成功！！！


三台从机最好也都测试下，看是否连接成功，我的是都成功！！！
3. 配置好上述参数后，从机slave连接主机master，上面我们说了将端口号6379作为主机，此处以6380做测试，首先连接6380客户端

解决办法，打开6380从机slave的redis.windows.conf配置文件，加上如下图代码：

问题解决，重启6380服务器和客户端，再次连接主机6379：

再次查看6380服务器窗口：

查看6379主机服务器窗口：

同理再将另外两台服务器6381和6382连接上主机6379，再次查看6379服务器启动窗口：

4. 我们为了更加方便演示上述主从连接，使用可视化工具RedisDesktopManager来操作：
首先连接上所有服务器：


刷新另外三台从机，看是否能够获取数据：

结果显示三台从机slave都可以获取到主机master存入的数据username，这就是主从复制机制，当主机中存入数据时，会自动将数据冗余备份到多台从机服务器上，这样就保证了，哪怕其中一台从机服务器出现宕机或者系统崩了，不要紧，这个时候不用慌，其他同级的从机服务器依然可以继续提供服务，这就要很nice了吧。

注意：
如果说要是主机master出现宕机或者系统崩了怎么办，这也不要慌，下篇文章我们会讲解哨兵模式，就是如果说主机master崩了，利用哨兵模式及时从多台从机中推举一个服务器作为主机master，继续监控其他多台从机服务器提供服务。

下章节哨兵模式

5 . 我们上述还说了主从复制还有一个特性是，即使从机与主机断开连接，数据也不会丢失，只是不再接受主机写入的数据：
以6382服务器与主机断开连接测试为例：



到这里我们基本就了解了主从复制的基本功能了，主机master连接多台从机slave，主机负责写入数据（和获取数据），从机用来获取数据，主机与从机的数据是同步存在的。

6 . 另外我们前面从机在连接主机时，都是通过窗口命令执行的，而且每次启动都要重新连接，这样太麻烦了，为了方便，我们可以直接在配置文件中设置，如下图：


下章节哨兵模式