Redis 主从复制

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目录

一、Redis 主从复制是什么

二、能做什么

三、怎么玩:主从复制

1.创建目录

2.创建多个配置文件

3.启动 Redis 服务

4.修改主从信息

五、演示

六、常用三招 

1.一主二仆(从)

2.薪火相传

3.反客为主

七、主从数据同步原理

1.全量同步

2.增量同步

3.repl_backlog原理

八、主从同步优化

九、小结


一、Redis 主从复制是什么

        主机数据更新后根据配置和策略, 自动同步到备机的master/slaver机制Master以写为主,Slave以读为主。

二、能做什么

  1. 读写分离,性能扩展
  2. 容灾快速恢复

Redis 主从复制

三、怎么玩:主从复制

搭建一主多从,本次实验为一主两从,在同一虚机下操作:

1.创建目录

[root@sql ~]# mkdir /myredis/
[root@sql ~]# cp /usr/local/redis/redis.conf /myredis/
[root@sql ~]# cd /myredis/
[root@sql myredis]# vim redis.conf

# 修改下图的内容

Redis 主从复制

Redis 主从复制

2.创建多个配置文件

[root@sql myredis]# vim redis6379.conf
include /myredis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_6379.pid
port 6379
dbfilename dump6379.rdb

[root@sql myredis]# vim redis6380.conf
include /myredis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_6380.pid
port 6380
dbfilename dump6380.rdb

[root@sql myredis]# vim redis6381.conf
include /myredis/redis.conf
pidfile /var/run/redis_6381.pid
port 6381
dbfilename dump6381.rdb

[root@sql myredis]# ls
redis6379.conf  redis6380.conf  redis6381.conf  redis.conf

3.启动 Redis 服务

[root@sql myredis]# redis-server redis6379.conf 
[root@sql myredis]# redis-server redis6380.conf
[root@sql myredis]# redis-server redis6381.conf

Redis 主从复制

4.修改主从信息

另外复制两个会话,分别连接三个redis,用 info replication 查看主从信息:

Redis 主从复制

slaveof  <ip> <port>        成为某个实例的从服务器

在6380和6381上执行: slaveof 127.0.0.1 6379:

Redis 主从复制

五、演示

在主机上写数据,在从机上可以读取数据;在从机上写数据则报错:

Redis 主从复制

六、常用三招 

1.一主二仆(从)

(1)先把6381slave 挂掉,然后在主机中写入数据:

Redis 主从复制

(2)重新连接6381redis,变为主机了,不再是从机:

Redis 主从复制

(3)需要重新设置为从机后,数据会立马读取(恢复): 

Redis 主从复制

(4)把主机挂了,从机属性不变:

Redis 主从复制

(5)重新启动6379,依然是主机:

Redis 主从复制

2.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。

slaveof  <ip><port>

风险是一旦某个slave宕机,后面的slave都没法备份

主机挂了,从机还是从机,但从机无法写数据了

Redis 主从复制

 把6381变为6380的从机,6380依然是6379的从机,80相当于是81的主机,而79只有一个80从机:

Redis 主从复制

3.反客为主

当一个master宕机后,后面的slave可以立刻升为master,其后面的slave不用做任何修改。

用 slaveof  no one  可以将从机变为主机

(1)将79主机挂掉,80依然是从机:

Redis 主从复制

(2)将80变为主机:

Redis 主从复制

七、主从数据同步原理

1.全量同步

主从第一次建立连接时,会执行全量同步,将master节点的所有数据都拷贝给slave节点,流程:

Redis 主从复制

这里有一个问题,master如何得知salve是第一次来连接呢??

有几个概念,可以作为判断依据:

  • Replication Id:简称replid,是数据集的标记,id一致则说明是同一数据集。每一个master都有唯一的replid,slave则会继承master节点的replid
  • offset:偏移量,随着记录在repl_baklog中的数据增多而逐渐增大。slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset,说明slave数据落后于master,需要更新。

因此slave做数据同步,必须向master声明自己的replication id 和offset,master才可以判断到底需要同步哪些数据。

因为slave原本也是一个master,有自己的replid和offset,当第一次变成slave,与master建立连接时,发送的replid和offset是自己的replid和offset。

master判断发现slave发送来的replid与自己的不一致,说明这是一个全新的slave,就知道要做全量同步了。

master会将自己的replid和offset都发送给这个slave,slave保存这些信息。以后slave的replid就与master一致了。

因此,master判断一个节点是否是第一次同步的依据,就是看replid是否一致

如图:

Redis 主从复制

完整流程描述:

  • slave节点请求增量同步

  • master节点判断replid,发现不一致,拒绝增量同步

  • master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave

  • slave清空本地数据,加载master的RDB

  • master将RDB期间的命令记录在repl_baklog,并持续将log中的命令发送给slave

  • slave执行接收到的命令,保持与master之间的同步

2.增量同步

        全量同步需要先做RDB,然后将RDB文件通过网络传输个slave,成本太高了。因此除了第一次做全量同步,其它大多数时候slave与master都是做增量同步。

什么是增量同步?就是只更新slave与master存在差异的部分数据。如图:

Redis 主从复制

那么master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?

3.repl_backlog原理

master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?

这就要说到全量同步时的repl_baklog文件了。

这个文件是一个固定大小的数组,只不过数组是环形,也就是说角标到达数组末尾后,会再次从0开始读写,这样数组头部的数据就会被覆盖。

repl_baklog中会记录Redis处理过的命令日志及offset,包括master当前的offset,和slave已经拷贝到的offset:

Redis 主从复制 

slave与master的offset之间的差异,就是salve需要增量拷贝的数据了。

随着不断有数据写入,master的offset逐渐变大,slave也不断的拷贝,追赶master的offset:

Redis 主从复制

直到数组被填满:

Redis 主从复制 

此时,如果有新的数据写入,就会覆盖数组中的旧数据。不过,旧的数据只要是绿色的,说明是已经被同步到slave的数据,即便被覆盖了也没什么影响。因为未同步的仅仅是红色部分。

但是,如果slave出现网络阻塞,导致master的offset远远超过了slave的offset:

Redis 主从复制 

如果master继续写入新数据,其offset就会覆盖旧的数据,直到将slave现在的offset也覆盖:

Redis 主从复制 

棕色框中的红色部分,就是尚未同步,但是却已经被覆盖的数据。此时如果slave恢复,需要同步,却发现自己的offset都没有了,无法完成增量同步了。只能做全量同步。

Redis 主从复制 

八、主从同步优化

主从同步可以保证主从数据的一致性,非常重要。

可以从以下几个方面来优化Redis主从就集群:

  • – 在master中配置repl-diskless-sync yes启用无磁盘复制,避免全量同步时的磁盘IO。
  • – Redis单节点上的内存占用不要太大,减少RDB导致的过多磁盘IO
  • – 适当提高repl_baklog的大小,发现slave宕机时尽快实现故障恢复,尽可能避免全量同步
  • – 限制一个master上的slave节点数量,如果实在是太多slave,则可以采用主-从-从链式结构,减少master压力

主从从架构图:

Redis 主从复制

九、小结

简述全量同步和增量同步区别?

  • – 全量同步:master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave。后续命令则记录在repl_baklog,逐个发送给slave。
  • – 增量同步:slave提交自己的offset到master,master获取repl_baklog中从offset之后的命令给slave

什么时候执行全量同步?

  • – slave节点第一次连接master节点时
  • – slave节点断开时间太久,repl_baklog中的offset已经被覆盖时

什么时候执行增量同步?

  • – slave节点断开又恢复,并且在repl_baklog中能找到offset时

 

 

 

 

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