Redis 主从复制

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

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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

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

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

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：

slaveof          成为某个实例的从服务器

在6380和6381上执行: slaveof 127.0.0.1 6379：

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：

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：

（2）重新连接6381redis，变为主机了，不再是从机：

（3）需要重新设置为从机后，数据会立马读取（恢复）： 

（4）把主机挂了，从机属性不变：

（5）重新启动6379，依然是主机：

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。

用 slaveof 

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

 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：

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：

（2）将80变为主机：

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：

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：

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：

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：

 

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：

直到数组被填满：

 

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：

 

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：

 

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。

 

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：

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