_主从复制
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了_主从复制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
第18章_主从复制
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配套视频参考：MySQL数据库天花板–康师傅
1. 主从复制概述
1.1 如何提升数据库并发能力
在实际工作中，我们常常将Redis作为缓存与mysql配合来使用，当有请求的时候，首先会从缓存中进行查找，如果存在就直接取出。如果不存在再访问数据库，这样就提升了读取的效率，也减少了对后端数据库的访问压力。Redis的缓存架构是高并发架构中非常重要的一环。
此外，一般应用对数据库而言都是“ 读多写少 ”，也就说对数据库读取数据的压力比较大，有一个思路就是采用数据库集群的方案，做 主从架构 、进行 读写分离 ，这样同样可以提升数据库的并发处理能力。但并不是所有的应用都需要对数据库进行主从架构的设置，毕竟设置架构本身是有成本的。
如果我们的目的在于提升数据库高并发访问的效率，那么首先考虑的是如何 优化SQL和索引 ，这种方式 简单有效；其次才是采用 缓存的策略 ，比如使用 Redis将热点数据保存在内存数据库中，提升读取的效率；最后才是对数据库采用 主从架构 ，进行读写分离。
按照上面的方式进行优化，使用和维护的成本是由低到高的。
1.2 主从复制的作用
主从同步设计不仅可以提高数据库的吞吐量，还有以下 3 个方面的作用。
**第1个作用：读写分离。**我们可以通过主从复制的方式来同步数据，然后通过读写分离提高数据库并发处理能力。
其中一个是Master主库，负责写入数据，我们称之为：写库。
其他都是Slave从库，负责读取数据，我们称之为：读库。
当主库进行更新的时候，会自动将数据复制到从库中，而我们在客户端读取数据的时候，会从从库进行读取。
面对“读多写少”的需求，采用读写分离的方式，可以实现更高的并发访问。同时，我们还能对从服务器进行负载均衡，让不同的读请求按照策略均匀地分发到不同的从服务器上，让读取更加顺畅。读取顺畅的另一个原因，就是减少了锁表的影响，比如我们让主库负责写，当主库出现写锁的时候，不会影响到从库进行SELECT的读取。
**第2个作用就是数据备份。**我们通过主从复制将主库上的数据复制到从库上，相当于一种热备份机制，也就是在主库正常运行的情况下进行的备份，不会影响到服务。
**第3个作用是具有高可用性。**数据备份实际上是一种冗余的机制，通过这种冗余的方式可以换取数据库的高可用性，也就是当服务器出现故障或宕机的情况下，可以切换到从服务器上，保证服务的正常运行。
2. 主从复制的原理
Slave 会从 Master 读取 binlog 来进行数据同步。
2.1 原理剖析
三个线程
实际上主从同步的原理就是基于 binlog 进行数据同步的。在主从复制过程中，会基于 3 个线程 来操 作，一个主库线程，两个从库线程。
二进制日志转储线程 （Binlog dump thread）是一个主库线程。当从库线程连接的时候， 主库可以将二进 制日志发送给从库，当主库读取事件（Event）的时候，会在 Binlog 上 加锁 ，读取完成之后，再将锁释放掉。
从库 I/O 线程 会连接到主库，向主库发送请求更新 Binlog。这时从库的 I/O 线程就可以读取到主库的二进制日志转储线程发送的 Binlog 更新部分，并且拷贝到本地的中继日志 （Relay log）。
从库 SQL 线程 会读取从库中的中继日志，并且执行日志中的事件，将从库中的数据与主库保持同步。
注意：
不是所有版本的MySQL都默认开启服务器的二进制日志。在进行主从同步的时候，我们需要先检查服务器是否已经开启了二进制日志。
除非特殊指定，默认情况下从服务器会执行所有主服务器中保存的事件。也可以通过配置，使从服务器执行特定的事件。
复制三步骤
步骤1： Master 将写操作记录到二进制日志（ binlog ）。
步骤2： Slave 将 Master 的binary log events拷贝到它的中继日志（ relay log ）；
步骤3： Slave 重做中继日志中的事件，将改变应用到自己的数据库中。 MySQL复制是异步的且串行化的，而且重启后从 接入点 开始复制。
复制的问题
复制的最大问题： 延时
2.2 复制的基本原则
- 每个
Slave只有一个Master - 每个
Slave只能有一个唯一的服务器ID - 每个
Master可以有多个Slave
3. 一主一从架构搭建
一台 主机 用于处理所有 写请求 ，一台 从机 负责所有 读请求 ，架构图如下:
3.1 准备工作
1、准备 2台 CentOS 虚拟机 （具体设置内容在P192）
2、每台虚拟机上需要安装好MySQL (可以是MySQL8.0 )
说明：前面我们讲过如何克隆一台CentOS。大家可以在一台CentOS上安装好MySQL，进而通过克隆的方式复制出1台包含MySQL的虚拟机。
注意：克隆的方式需要修改新克隆出来主机的：① MAC地址 ② hostname ③ IP 地址 ④ UUID 。
此外，克隆的方式生成的虚拟机（包含MySQL Server），则克隆的虚拟机MySQL Server的UUID相同，必须修改，否则在有些场景会报错。比如： show slave status\\G ，报如下的错误：
Last_IO_Error: Fatal error: The slave I/O thread stops because master and slave have
equal MySQL server UUIDs; these UUIDs must be different for replication to work.
修改MySQL Server 的UUID方式：
vim /var/lib/mysql/auto.cnf
systemctl restart mysqld
3.2 主机配置文件
建议mysql版本一致且后台以服务运行，主从所有配置项都配置在 [mysqld] 节点下，且都是小写字母。
具体参数配置如下：
- 必选
#[必须]主服务器唯一ID
server-id=1
#[必须]启用二进制日志,指名路径。比如：自己本地的路径/log/mysqlbin
log-bin=atguigu-bin
- 可选
#[可选] 0（默认）表示读写（主机），1表示只读（从机）
read-only=0
#设置日志文件保留的时长，单位是秒
binlog_expire_logs_seconds=6000
#控制单个二进制日志大小。此参数的最大和默认值是1GB
max_binlog_size=200M
#[可选]设置不要复制的数据库
binlog-ignore-db=test
#[可选]设置需要复制的数据库,默认全部记录。比如：binlog-do-db=atguigu_master_slave
binlog-do-db=需要复制的主数据库名字
#[可选]设置binlog格式
binlog_format=STATEMENT
重启后台mysql服务，使配置生效。
注意：
先搭建完主从复制，再创建数据库。
MySQL主从复制起始时，从机不继承主机数据。
① binlog格式设置：
格式1： STATEMENT模式 （基于SQL语句的复制(statement-based replication, SBR)）
binlog_format=STATEMENT
每一条会修改数据的sql语句会记录到binlog中。这是默认的binlog格式。
- SBR 的优点：
- 历史悠久，技术成熟
- 不需要记录每一行的变化，减少了binlog日志量，文件较小
- binlog中包含了所有数据库更改信息，可以据此来审核数据库的安全等情况
- binlog可以用于实时的还原，而不仅仅用于复制
- 主从版本可以不一样，从服务器版本可以比主服务器版本高
- SBR 的缺点：
- 不是所有的UPDATE语句都能被复制，尤其是包含不确定操作的时候
- 使用以下函数的语句也无法被复制：LOAD_FILE()、UUID()、USER()、FOUND_ROWS()、SYSDATE() (除非启动时启用了 --sysdate-is-now 选项)
- INSERT … SELECT 会产生比 RBR 更多的行级锁
- 复制需要进行全表扫描(WHERE 语句中没有使用到索引)的 UPDATE 时，需要比 RBR 请求更多的行级锁
- 对于有 AUTO_INCREMENT 字段的 InnoDB表而言，INSERT 语句会阻塞其他 INSERT 语句
- 对于一些复杂的语句，在从服务器上的耗资源情况会更严重，而 RBR 模式下，只会对那个发 生变化的记录产生影响
- 执行复杂语句如果出错的话，会消耗更多资源
- 数据表必须几乎和主服务器保持一致才行，否则可能会导致复制出错
② ROW模式（基于行的复制(row-based replication, RBR)）
binlog_format=ROW
5.1.5版本的MySQL才开始支持，不记录每条sql语句的上下文信息，仅记录哪条数据被修改了，修改成什么样了。
- RBR 的优点：
- 任何情况都可以被复制，这对复制来说是最
安全可靠的。（比如：不会出现某些特定情况下 的存储过程、function、trigger的调用和触发无法被正确复制的问题） - 多数情况下，从服务器上的表如果有主键的话，复制就会快了很多
- 复制以下几种语句时的行锁更少：INSERT … SELECT、包含 AUTO_INCREMENT 字段的 INSERT、 没有附带条件或者并没有修改很多记录的 UPDATE 或 DELETE 语句
- 执行 INSERT，UPDATE，DELETE 语句时锁更少
- 从服务器上采用 多线程 来执行复制成为可能
- 任何情况都可以被复制，这对复制来说是最
- RBR 的缺点：
- binlog 大了很多
- 复杂的回滚时 binlog 中会包含大量的数据
- 主服务器上执行 UPDATE 语句时，所有发生变化的记录都会写到 binlog 中，而 SBR 只会写一次，这会导致频繁发生 binlog 的并发写问题
- 无法从 binlog 中看到都复制了些什么语句
③ MIXED模式（混合模式复制(mixed-based replication, MBR)）
binlog_format=MIXED
从5.1.8版本开始，MySQL提供了Mixed格式，实际上就是Statement与Row的结合。
在Mixed模式下，一般的语句修改使用statment格式保存binlog。如一些函数，statement无法完成主从复制的操作，则采用row格式保存binlog。
MySQL会根据执行的每一条具体的sql语句来区分对待记录的日志形式，也就是在Statement和Row之间选择一种。
3.3 从机配置文件
要求主从所有配置项都配置在 my.cnf 的 [mysqld] 栏位下，且都是小写字母。
-
必选
#[必须]从服务器唯一ID server-id=2 -
可选
#[可选]启用中继日志 relay-log=mysql-relay
重启后台mysql服务，使配置生效。
注意：主从机都关闭防火墙
service iptables stop #CentOS 6
systemctl stop firewalld.service #CentOS 7
3.4 主机：建立账户并授权
#在主机MySQL里执行授权主从复制的命令
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'从机器数据库IP' IDENTIFIED BY 'abc123'; #5.5,5.7
注意：如果使用的是MySQL8，需要如下的方式建立账户，并授权slave:
CREATE USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED BY '123456';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'slave1'@'%';
#此语句必须执行。否则见下面。
ALTER USER 'slave1'@'%' IDENTIFIED WITH mysql_native_password BY '123456';
flush privileges;
注意：在从机执行show slave status\\G时报错：
Last_IO_Error: error connecting to master ‘slave1@192.168.1.150:3306’ - retry-time: 60 retries: 1 message:
Authentication plugin ‘caching_sha2_password’ reported error: Authentication requires secure connection.
查询Master的状态，并记录下File和Position的值。
show master status;
- 记录下File和Position的值
注意：执行完此步骤后不要再操作主服务器MySQL，防止主服务器状态值变化。
3.5 从机：配置需要复制的主机
**步骤1：**从机上复制主机的命令
CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='主机的IP地址',
MASTER_USER='主机用户名',
MASTER_PASSWORD='主机用户名的密码',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.具体数字',
MASTER_LOG_POS=具体值;
举例：
CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='192.168.1.150',MASTER_USER='slave1',MASTER_PASSWORD='123456',MASTER_LOG_F
ILE='atguigu-bin.000007',MASTER_LOG_POS=154;
步骤2：
#启动slave同步
START SLAVE;
如果报错：
可以执行如下操作，删除之前的relay_log信息。然后重新执行 CHANGE MASTER TO …语句即可。
mysql> reset slave; #删除SLAVE数据库的relaylog日志文件，并重新启用新的relaylog文件
接着，查看同步状态：
SHOW SLAVE STATUS\\G;
上面两个参数都是Yes，则说明主从配置成功！
显式如下的情况，就是不正确的。可能错误的原因有：
1. 网络不通
2. 账户密码错误
3. 防火墙
4. mysql配置文件问题
5. 连接服务器时语法
6. 主服务器mysql权限
3.6 测试
主机新建库、新建表、insert记录，从机复制：
CREATE DATABASE atguigu_master_slave;
CREATE TABLE mytbl(id INT,NAME VARCHAR(16));
INSERT INTO mytbl VALUES(1, 'zhang3');
INSERT INTO mytbl VALUES(2,@@hostname);
3.7 停止主从同步
-
停止主从同步命令：
stop slave; -
如何重新配置主从
如果停止从服务器复制功能，再使用需要重新配置主从。否则会报错如下：
重新配置主从，需要在从机上执行：
stop slave;
reset master; #删除Master中所有的binglog文件，并将日志索引文件清空，重新开始所有新的日志文件(慎用)
3.8 后续
搭建主从复制：双主双从
一个主机m1用于处理所有写请求，它的从机s1和另一台主机m2还有它的从机s2负责所有读请求。当m1主机宕机后，m2主机负责写请求，m1、m2互为备机。结构图如下：
4. 同步数据一致性问题
主从同步的要求：
- 读库和写库的数据一致(最终一致)；
- 写数据必须写到写库；
- 读数据必须到读库(不一定)；
4.1 理解主从延迟问题
进行主从同步的内容是二进制日志，它是一个文件，在进行 网络传输 的过程中就一定会 存在主从延迟 （比如 500ms），这样就可能造成用户在从库上读取的数据不是最新的数据，也就是主从同步中的 数据不一致性 问题。
4.2 主从延迟问题原因
在网络正常的时候，日志从主库传给从库所需的时间是很短的，即T2-T1的值是非常小的。即，网络正常情况下，主备延迟的主要来源是备库接收完binlog和执行完这个事务之间的时间差。
**主备延迟最直接的表现是，从库消费中继日志（relay log）的速度，比主库生产binlog的速度要慢。**造成原因：
1、从库的机器性能比主库要差
2、从库的压力大
3、大事务的执行
**举例1：**一次性用delete语句删除太多数据
结论：后续再删除数据的时候，要控制每个事务删除的数据量，分成多次删除。
**举例2：**一次性用insert…select插入太多数据
**举例3：**大表DDL
比如在主库对一张500W的表添加一个字段耗费了10分钟，那么从节点上也会耗费10分钟。
4.3 如何减少主从延迟
若想要减少主从延迟的时间，可以采取下面的办法：
- 降低多线程大事务并发的概率，优化业务逻辑
- 优化SQL，避免慢SQL，
减少批量操作，建议写脚本以update-sleep这样的形式完成。 提高从库机器的配置，减少主库写binlog和从库读binlog的效率差。- 尽量采用
短的链路，也就是主库和从库服务器的距离尽量要短，提升端口带宽，减少binlog传输的网络延时。 - 实时性要求的业务读强制走主库，从库只做灾备，备份。
4.4 如何解决一致性问题
如果操作的数据存储在同一个数据库中，那么对数据进行更新的时候，可以对记录加写锁，这样在读取的时候就不会发生数据不一致的情况。但这时从库的作用就是 备份 ，并没有起到 读写分离 ，分担主库 读压力 的作用。
读写分离情况下，解决主从同步中数据不一致的问题， 就是解决主从之间 数据复制方式 的问题，如果按照数据一致性 从弱到强 来进行划分，有以下 3 种复制方式。
方法 1：异步复制
异步模式就是客户端提交 COMMIT 之后不需要等从库返回任何结果，而是直接将结果返回给客户端，这样做的好处是不会影响主库写的效率，但可能会存在主库宕机，而Binlog还没有同步到从库的情况，也就是此时的主库和从库数据不一致。这时候从从库中选择一个作为新主，那么新主则可能缺少原来主服务器中已提交的事务。所以，这种复制模式下的数据一致性是最弱的。
方法 2：半同步复制
方法 3：组复制
异步复制和半同步复制都无法最终保证数据的一致性问题，半同步复制是通过判断从库响应的个数来决定是否返回给客户端，虽然数据一致性相比于异步复制有提升，但仍然无法满足对数据一致性要求高的场景，比如金融领域。MGR 很好地弥补了这两种复制模式的不足。
组复制技术，简称 MGR（MySQL Group Replication）。是 MySQL 在 5.7.17 版本中推出的一种新的数据复制技术，这种复制技术是基于 Paxos 协议的状态机复制。
MGR 是如何工作的
首先我们将多个节点共同组成一个复制组，在 执行读写（RW）事务 的时候，需要通过一致性协议层 （Consensus 层）的同意，也就是读写事务想要进行提交，必须要经过组里“大多数人”（对应 Node 节 点）的同意，大多数指的是同意的节点数量需要大于 （N/2+1），这样才可以进行提交，而不是原发起方一个说了算。而针对 只读（RO）事务 则不需要经过组内同意，直接 COMMIT 即可。
在一个复制组内有多个节点组成，它们各自维护了自己的数据副本，并且在一致性协议层实现了原子消 息和全局有序消息，从而保证组内数据的一致性。
MGR 将 MySQL 带入了数据强一致性的时代，是一个划时代的创新，其中一个重要的原因就是MGR 是基 于 Paxos 协议的。Paxos 算法是由 2013 年的图灵奖获得者 Leslie Lamport 于 1990 年提出的，有关这个算法的决策机制可以搜一下。事实上，Paxos 算法提出来之后就作为 分布式一致性算法 被广泛应用，比如 Apache 的 ZooKeeper 也是基于 Paxos 实现的。
5. 知识延伸
在主从架构的配置中，如果想要采取读写分离的策略，我们可以 自己编写程序 ，也可以通过 第三方的中间件 来实现。
- 自己编写程序的好处就在于比较自主，我们可以自己判断哪些查询在从库上来执行，针对实时性要 求高的需求，我们还可以考虑哪些查询可以在主库上执行。同时，程序直接连接数据库，减少了中间件层，相当于减少了性能损耗。
- 采用中间件的方法有很明显的优势，
功能强大，使用简单。但因为在客户端和数据库之间增加了 中间件层会有一些性能损耗，同时商业中间件也是有使用成本的。我们也可以考虑采取一些优秀的开源工具。
① Cobar 属于阿里B2B事业群，始于2008年，在阿里服役3年多，接管3000+个MySQL数据库的 schema,集群日处理在线SQL请求50亿次以上。由于Cobar发起人的离职，Cobar停止维护。
② Mycat 是开源社区在阿里cobar基础上进行二次开发，解决了cobar存在的问题，并且加入了许 多新的功能在其中。青出于蓝而胜于蓝。
③ OneProxy 基于MySQL官方的proxy思想利用c语言进行开发的，OneProxy是一款商业 收费 的中 间件。舍弃了一些功能，专注在 性能和稳定性上 。
④ kingshard 由小团队用go语言开发，还需要发展，需要不断完善。
⑤ Vitess 是Youtube生产在使用，架构很复杂。不支持MySQL原生协议，使用 需要大量改造成 本 。
⑥ Atlas 是360团队基于mysql proxy改写，功能还需完善，高并发下不稳定。
⑦ MaxScale 是mariadb（MySQL原作者维护的一个版本） 研发的中间件
⑧ MySQLRoute 是MySQL官方Oracle公司发布的中间件
主备切换：
- 主动切换
- 被动切换
- 如何判断主库出问题了？如何解决过程中的数据不一致性问题 ?
REDIS04_主从复制概述及搭建反客为主薪火相传原理哨兵模式集群搭建
文章目录
- ①. 主从复制 - 概述
- ②. 主从复制 - 环境搭建
- ③. 主从复制 - 如何使用
- ④. 主从复制 - 原理
- ⑤. 哨兵模式 - 概述
- ⑥. 哨兵模式 - 配置
- ⑦. 集合概述及环境搭建
- ⑧. 集群 - 经典小问题
①. 主从复制 - 概述
-
①. 概念:从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis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!只能由主节点复制到从节点(主节点以写为主、从节点以读为主)
-
②. 默认情况下,每台Redis服务器都是主节点,一个主节点可以有0个或者多个从节点,但每个从节点只能有一个主节点
-
③. 主从复制作用
- 读写分离,性能扩展(主节点负责写入、从节点负责读取)
- 容灾快速恢复(一般建议配置一主多从的方式、当从服务器A出现问题,可以快速切换到从服务器B)
- 如果当主服务器出现问题呢？这个时候可以配置一主多从集群模式A、B,A、B之间建立某种联系,当主A出现问题,马上可以切换到主B
②. 主从复制 - 环境搭建
- ①. 查看当前库的信息:info replication
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master # 角色 master：主节点
connected_slaves:0 # 从机数量：0
master_replid:425bbc84c7141a0738b5d0d6cd6920a756e334e4
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
127.0.0.1:6379>
- ②. 既然需要启动多个服务,就需要配置多个配置文件。每个配置文件对应修改以下信息：
(端口号、pid文件名、日志文件名、rdb文件名)
[root@TANG2021 kconfig]# # redis.conf 【备份不使用,不修改】
[root@TANG2021 kconfig]# cp redis.conf redis_master79.conf
[root@TANG2021 kconfig]# cp redis.conf redis_sub80.conf
[root@TANG2021 kconfig]# cp redis.conf redis_sub81.conf
[root@TANG2021 kconfig]# ls
redis.conf redis_master79.conf redis_sub80.conf redis_sub81.conf
[root@TANG2021 kconfig]#
- ③. 编辑redis-conf配置文件
[root@TANG2021 kconfig]# vi redis_master79.conf
[root@TANG2021 kconfig]# vi redis_sub80.conf
[root@TANG2021 kconfig]# vi redis_sub81.conf
# redis.conf 【备份不使用,不修改】
# 端口号
port 6379
# 日志文件名
logfile ""
# pid文件名
pidfile /var/run/redis_6379.pid
# rdb文件名
dbfilename dump.rdb
# redis_master79.conf 【做主节点】
port 6379
logfile "6379.log"
pidfile /var/run/redis_6379.pid
dbfilename dump6379.rdb
# redis_sub80.conf 【做从节点1】
port 6380
logfile "6380.log"
pidfile /var/run/redis_6380.pid
dbfilename dump6380.rdb
# redis_sub81.conf 【做从节点2】
port 6381
logfile "6381.log"
pidfile /var/run/redis_6381.pid
dbfilename dump6381.rdb
- ④. 根据指定的配置文件启动redis
[root@TANG2021 bin]# redis-server /usr/local/bin/kconfig/redis_master79.conf
[root@TANG2021 bin]# redis-server /usr/local/bin/kconfig/redis_sub80.conf
[root@TANG2021 bin]# redis-server /usr/local/bin/kconfig/redis_sub81.conf
[root@TANG2021 bin]# ps -ef |grep redis
polkitd 4770 4750 0 10:27 ? 00:00:00 redis-server *:6379
root 5717 1 0 10:37 ? 00:00:00 redis-server *:6380
root 5724 1 0 10:37 ? 00:00:00 redis-server *:6381
root 5729 4366 0 10:37 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redis
[root@TANG2021 bin]#
- ⑤. 一主二从配置,默认情况下,每台Redis服务器都是主节点,我们一般情况下只用配置从机就好了。使用SLAVEOF host port就可以为从机配置主机了
# 6380
# SLAVEOF host port
# 二个从机 都 认 127.0.0.1 6379 为老大
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK
# Replication
role:slave # 角色:奴隶(从属)
master_host:127.0.0.1 # 老大的ip
master_port:6379 # 老大的端口
# 6381
127.0.0.1:6381> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
# 6378 [主机]
# 然后主机上也能看到从机的状态：
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master # 角色：主机
connected_slaves:2 # 从机数量
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=322,lag=1 # 从机2信息
slave1:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=322,lag=0 # 从机1信息
# 从服务器写入操作报错
127.0.0.1:6381> set name tang
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
- ⑥. 我们这里是使用命令搭建,是暂时的(重启失效),真实开发中应该在从机的配置文件中进行配置,这样的话是永久的
- ⑦. 配置文件方式永久生效
################################# REPLICATION #################################
#
# +------------------+ +---------------+
# | Master | ---> | Replica |
# | (receive writes) | | (exact copy) |
# +------------------+ +---------------+
#
# 配置主机信息
# replicaof <masterip> <masterport>
replicaof 127.0.0.1 6379
# 如果 Redis 有密码需要在配置文件设置主机密码 masterauth ******
# masterauth <master-password>
③. 主从复制 - 如何使用
- ①. 从机自动保存主机的所以数据
# === 主机【6379】 ===
127.0.0.1:6379> set name 张三
OK
127.0.0.1:6379> set age 25
OK
127.0.0.1:6379> keys *
age
name
127.0.0.1:6379>
# === 主机【6380】 ===
127.0.0.1:6380> keys *
name
age
# === 主机【6381】 ===
127.0.0.1:6381> keys *
name
age
- ②. 从机只能读,不能写,主机可读可写但是多用于写
127.0.0.1:6380> set name 张三 # 从机【6380】写入失败
READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6381> set name 张三 # 从机【6381】写入失败
READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6379> set name 张三 # 主机【6379】写入成功
OK
127.0.0.1:6379> get name # 主机【6379】读取成功
张三
127.0.0.1:6381> get name # 从机【6380】读取成功
张三
127.0.0.1:6381> get name # 从机【6381】读取成功
张三
-
③. 当主机断电宕机后,默认情况下从机的角色不会发生变化 ,集群中只是失去了写操作,当主机恢复以后,又会连接上从机恢复原状
-
④. 当从机断电宕机后,若不是使用配置文件配置的从机,再次启动后作为主机是无法获取之前主机的数据的,若此时重新配置称为从机,又可以获取到主机的所有数据。这里就要提到一个同步原理
-
⑤. 第二条中提到,默认情况下,主机故障后,不会出现新的主机,有两种方式可以产生新的主机
- 从机手动执行命令slaveof no one,这样执行以后从机会独立出来成为一个主机
- 使用哨兵模式(自动选举)
-
⑥. 反客为主(谋朝篡位):如果主机断开了连接,我们可以使用SLAVEOF no 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(手动),如果这个时候老大修复了,也不能让失去的从节点回归
-
⑦. 薪火相传:上一个Slave可以是下一个slave的Master,Slave同样可以接收其他 slaves的连接和同步请求,那么该slave作为了链条中下一个的master, 可以有效减轻master的写压力,去中心化降低风险
- 用 slaveof ip port
- 风险是一旦某个slave宕机,后面的slave都没法备份
- 薪火相传:类似于一个大部门下面有100人,一个部长管理100人,这个时候部长选出10个组长出来,部长只负责管理10个组长,部长发了通知,由组长通知给对应的组员
④. 主从复制 - 原理
- ①. 主从复制原理解析:
- 当从连接上主服务器之后,从服务器向主服务发送进行数据同步消息 - 全量复制
- 主服务器接收到从服务器发送过来同步消息,把主服务数据进行持久化rbd文件,把rdb文件发送从服务器,从服务器拿到rdb进行读取
- 每次主服务器进行写操作之后,和从服务器进行数据同步(这里是主服务器主动) - 增量复制
- ②. 图解:
⑤. 哨兵模式 - 概述
-
①. 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。
-
②. 概述: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
-
③. 单哨兵模式
- 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slave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(比如哨兵死了),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
- ④. 多哨兵模式
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
- ⑤. 哨兵模式优点
- 哨兵集群,基于主从复制模式,所有主从复制的优点,它都有
- 主从可以切换,故障可以转移,系统的可用性更好
- 哨兵模式是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮
- ⑥. 哨兵模式缺点
- Redis不好在线扩容,集群容量一旦达到上限,在线扩容就十分麻烦
- 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多配置项
⑥. 哨兵模式 - 配置
- ①. 自定义目录下新建sentinel.conf文件,名字绝不能错
# sentinel monitor 被监控的名称 host port 1
# 其中mymaster为监控对象起的服务器名称,1 为至少有多少个哨兵同意迁移的数量。
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1
- ②. 启动哨兵
[root@TANG2021 bin]# redis-sentinel sentinel.conf
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.729 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.729 # Redis version=5.0.8, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=18585, just started
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.729 # Configuration loaded
_._
_.-``__ ''-._
_.-`` `. `_. ''-._ Redis 5.0.8 (00000000/0) 64 bit
.-`` .-```. ```\\/ _.,_ ''-._
( ' , .-` | `, ) Running in sentinel mode
|`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'| Port: 26379
| `-._ `._ / _.-' | PID: 18585
`-._ `-._ `-./ _.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' | http://redis.io
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' |
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
`-._ `-.__.-' _.-'
`-._ _.-'
`-.__.-'
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.731 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.734 # Sentinel ID is 4a9ef6f1269e0848f76284eaf9808c6d4eb95303
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.734 # +monitor master mymaster 127.0.0.1 16379 quorum 1
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.735 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.736 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
- ③. 这个时候,我们将19736端口shutdown掉,看sentinel服务重新选举
_._
_.-``__ ''-._
_.-`` `. `_. ''-._ Redis 5.0.8 (00000000/0) 64 bit
.-`` .-```. ```\\/ _.,_ ''-._
( ' , .-` | `, ) Running in sentinel mode
|`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'| Port: 26379
| `-._ `._ / _.-' | PID: 18585
`-._ `-._ `-./ _.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' | http://redis.io
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' |
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
`-._ `-.__.-' _.-'
`-._ _.-'
`-.__.-'
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.731 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.734 # Sentinel ID is 4a9ef6f1269e0848f76284eaf9808c6d4eb95303
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.734 # +monitor master mymaster 127.0.0.1 16379 quorum 1
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.735 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:35:09.736 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.806 # +sdown master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.806 # +odown master mymaster 127.0.0.1 16379 #quorum 1/1
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.806 # +new-epoch 1
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.806 # +try-failover master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.811 # +vote-for-leader 4a9ef6f1269e0848f76284eaf9808c6d4eb95303 1
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.811 # +elected-leader master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.811 # +failover-state-select-slave master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.902 # +selected-slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.902 * +failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:19.969 * +failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:20.167 # +promoted-slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:20.167 # +failover-state-reconf-slaves master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:20.256 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.210 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.210 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.310 # +failover-end master mymaster 127.0.0.1 16379
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.310 # +switch-master mymaster 127.0.0.1 16379 127.0.0.1 6381
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.310 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ mymaster 127.0.0.1 6381
18585:X 04 Sep 2022 13:36:21.310 * +slave slave 127.0.0.1:16379 127.0.0.1 16379 @ mymaster 127.0.0.1 6381
18585:X 04 Sep 2022 13:36:51.333 # +sdown slave 127.0.0.1:16379 127.0.0.1 16379 @ mymaster 127.0.0.1 6381
- ④. 故障恢复原理
- 新主登机:从下线的主服务器的所有从服务里面挑选一个从服务,将其转成主服务,选择条件依次是:
选择优先级靠前的(优先级在redis.conf中默认：slave-priority 100,值越小优先级越高)
选择偏移量最大的(是指获得原主机数据最全的) - 群仆俯首:挑选出新的主服务之后sentinel向原主服务的从服务发送slaveof新主服务的命令,复制新master
- 旧主俯首:当已下线的服务重新上线时,sentinel会向其发送slaveof命令,让其成为新主的从
⑦. 集合概述及环境搭建
- ①. 背景:容量不够,redis如何进行扩容？并发写操作, redis如何分摊？
- 主从模式,薪火相传模式,主机宕机,导致ip地址发生变化,应用程序中配置需要修改对应的主机地址、端口等信息
- 之前通过代理主机来解决,但是redis3.0中提供了解决方案。就是无中心化集群配置
-
②. Redis集群实现了对Redis的水平扩容,即启动N个redis节点,将整个数据库分布存储在这N个节点中,每个节点存储总数据的1/N
-
③. 制作6个实例,16379,16380,16381,16389,16390,16391
# 开启daemonize yes
daemonize yes
# Pid文件名字
pidfile /var/run/redis_16379.pid
# 指定端口
port 16379
# Log文件名字
logfile "16379.log"
# Dump.rdb名字
dbfilename dump16379.rdb
# redis cluster配置修改
# 打开集群模式
cluster-enabled yes
# 设定节点配置文件名
cluster-config-file nodes-6379.conf
# 设定节点失联时间,超过该时间(毫秒),集群自动进行主从切换
cluster-node-timeout 15000
- ④. 修改好redis16379.conf文件,拷贝多个redis.conf文件
使用查找替换修改另外5个文件:例如：:%s/16379/16380
[root@TANG2021 cluster]# cp redis.conf redis16380.conf
[root@TANG2021 cluster]# cp redis.conf redis16381.conf
[root@TANG2021 cluster]# cp redis.conf redis16389.conf
[root@TANG2021 cluster]# cp redis.conf redis16390.conf
[root@TANG2021 cluster]# cp redis.conf redis16391.conf
[root@TANG2021 cluster]# ll
总用量 448
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:12 redis16379.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:12 redis16380.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:13 redis16381.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:13 redis16389.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:13 redis16390.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:13 redis16391.conf
-rw-r--r-- 1 root root 61779 9月 4 16:12 redis.conf
- ⑤. 启动6个redis服务
[root@TANG2021 cluster]# ../redis-server redis16381.conf
[root@TANG2021 cluster]# ps -ef |grep redis
root 5229 1 0 16:25 ? 00:00:00 ../redis-server *:16389 [cluster]
root 5237 1 0 16:25 ? 00:00:00 ../redis-server *:16390 [cluster]
root 5244 1 0 16:25 ? 00:00:00 ../redis-server *:16391 [cluster]
root 5249 1 0 16:25 ? 00:00:00 ../redis-server *:16379 [cluster]
root 5263 1 0 16:25 ? 00:00:00 ../redis-server *:16380 [cluster]
root 5501 1 0 16:28 ? 00:00:00 ../redis-server *:16381 [cluster]
root 5508 3575 0 16:28 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redis
- ⑥. redis集群合体:cd /opt/redis-6.2.1/src
- 此处不要用127.0.0.1, 请用真实IP地址
- –replicas 1 采用最简单的方式配置集群,一台主机,一台从机,正好三组
[root@TANG2021 src]# ll |grep *.rb
-rwxrwxr-x 1 root root 3600 3月 12 2020 redis-trib.rb
[root@TANG2021 src]# redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.68.143:16379 192.168.68.143:16380 192.168.68.143:16381 192.168.68.143:16389 192.168.68.143:16390 192.168.68.143:16391
>>> Performing hash slots allocation on 6 nodes...
Master[0] -> Slots 0 - 5460
Master[1] -> Slots 5461 - 10922
Master[2] -> Slots 10923 - 16383
Adding replica 192.168.68.143:16390 to 192.168.68.143:16379
Adding replica 192.168.68.143:16391 to 192.168.68.143:16380
Adding replica 192.168.68.143:16389 to 192.168.68.143:16381
>>> Trying to optimize slaves allocation for anti-affinity
[WARNING] Some slaves are in the same host as their master
M: 050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9 192.168.68.143:16379
slots:[0-5460] (5461 slots) master
M: 6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284 192.168.68.143:16380
slots:[5461-10922] (5462 slots) master
M: b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0 192.168.68.143:16381
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
S: 7754ce5033cef06c3844969878a1b64f17ab5dbb 192.168.68.143:16389
replicates 050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9
S: a856a2fab10f875511e63aa5e2a52a9837c80176 192.168.68.143:16390
replicates 6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284
S: 3ae80e542decefa2ca19568d3a3a89eb8fd26207 192.168.68.143:16391
replicates b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0
Can I set the above configuration? (type 'yes' to accept): yes
>>> Nodes configuration updated
>>> Assign a different config epoch to each node
>>> Sending CLUSTER MEET messages to join the cluster
Waiting for the cluster to join
..
>>> Performing Cluster Check (using node 192.168.68.143:16379)
M: 050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9 192.168.68.143:16379
slots:[0-5460] (5461 slots) master
1 additional replica(s)
S: 7754ce5033cef06c3844969878a1b64f17ab5dbb 192.168.68.143:16389
slots: (0 slots) slave
replicates 050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9
S: a856a2fab10f875511e63aa5e2a52a9837c80176 192.168.68.143:16390
slots: (0 slots) slave
replicates 6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284
M: 6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284 192.168.68.143:16380
slots:[5461-10922] (5462 slots) master
1 additional replica(s)
M: b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0 192.168.68.143:16381
slots:[10923-16383] (5461 slots) master
1 additional replica(s)
S: 3ae80e542decefa2ca19568d3a3a89eb8fd26207 192.168.68.143:16391
slots: (0 slots) slave
replicates b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0
[OK] All nodes agree about slots configuration.
>>> Check for open slots...
>>> Check slots coverage...
[OK] All 16384 slots covered.
[root@TANG2021 src]#
- ⑦. 普通方式登录
可能直接进入读主机,存储数据时,会出现MOVED重定向操作。所以,应该以集群方式登录
[root@TANG2021 cluster]# ../redis-cli -p 16379
127.0.0.1:16379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:16379> set name tang
(error) MOVED 5798 192.168.68.143:16380
127.0.0.1:16379> exit
- ⑧. -c:采用集群策略连接,设置数据会自动切换到相应的写主机
[root@TANG2021 cluster]# ../redis-cli -c -p 16379
127.0.0.1:16379> keys *
(empty list or set)
127.0.0.1:16379> set name tang
-> Redirected to slot [5798] located at 192.168.68.143:16380
OK
192.168.68.143:16380> cluster nodes
3ae80e542decefa2ca19568d3a3a89eb8fd26207 192.168.68.143:16391@26391 slave b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0 0 1662280767952 6 connected
6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284 192.168.68.143:16380@26380 myself,master - 0 1662280767000 2 connected 5461-10922
a856a2fab10f875511e63aa5e2a52a9837c80176 192.168.68.143:16390@26390 slave 6cf02daaa7797e506a788acf0ceca2bc7387d284 0 1662280766942 5 connected
b994fb96b5a6e9b9aeb4d9ca9be0e5e7f0ac3df0 192.168.68.143:16381@26381 master - 0 1662280766000 3 connected 10923-16383
050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9 192.168.68.143:16379@26379 master - 0 1662280768962 1 connected 0-5460
7754ce5033cef06c3844969878a1b64f17ab5dbb 192.168.68.143:16389@26389 slave 050f426fbbe0c68882a3c2fe1e9a8c0fede020e9 0 1662280765934 4 connected
192.168.68.143:16380> exit
# 主服务器有数据
[root@TANG2021 cluster]# ../redis-cli -c -p 16380
127.0.0.1:16380> keys *
1) "name"
127.0.0.1:16380> exit
# 从服务器没有数据
[root@TANG2021 cluster]# ../redis-cli -c -p 16389
127.0.0.1:16389> keys *
(empty list or set)
⑧. 集群 - 经典小问题
- ①. redis cluster如何分配这六个节点?
- 一个集群至少要有三个主节点
- 选项 --cluster-replicas 1:表示我们希望为集群中的每个主节点创建一个从节点
- 分配原则尽量保证每个主数据库运行在不同的IP地址,每个从库和主库不在一个IP地址上
- ②. 什么是slots
- 一个 Redis 集群包含16384个插槽(hash slot)数据库中的每个键都属于这16384个插槽的其中一个
- 集群使用公式CRC16(key) %16384来计算键key属于哪个槽, 其中CRC16(key) 语句用于计算键key的CRC16校验和
- 集群中的每个节点负责处理一部分插槽。 举
以上是关于_主从复制的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章