图解Redis主从复制与Redis哨兵机制

Redis/缓存系统
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2023-09-11
标签   Redis
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  • 前言
  • 一、Redis复制是什么?
  • 二、Redis复制能干嘛?
  • 三、Redis复制的缺点
  • 1、复制延迟
  • 2、master宕机
  • 四、乐观复制策略
  • 五、Redis复制常用命令
  • 1、info replication
  • 2、replicaof 主库Ip 主库port
  • 3、slaveof 主库IP 主库port
  • 4、slaveof no one
  • 六、Redis复制工作流程
  • 七、Redis哨兵是什么?
  • 1、Redis哨兵的作用
  • 2、使用哨兵的注意事项:
  • 八、实战演练
  • 1、搭建3个哨兵服务器
  • 2、sentinel.conf参数选项说明
  • 九、哨兵运行流程和选举原理
  • 1、主观下线
  • 2、客观下线
  • 3、选举master三步走:
  • (1)先选出一个master服务器
  • (2)其它slave服务器连接到master服务器
  • (3)如果旧master服务器恢复正常了,也要成为新master服务器的slave从服务器。

前言

今天分享一下Redis的持久化、事务、管道相关的知识点,实现快速入门,丰富个人简历,提高面试level,给自己增加一点谈资,秒变面试小达人,BAT不是梦。

在这里插入图片描述

一、Redis复制是什么?

Redis复制就是主从复制,当主服务器数据发生变化时,自动将新的数据同步到从数据库。

读数据库可以进行读写操作,从数据库一般指用于读操作。

Redis复制可以保证主数据库崩溃时可以进行数据恢复。

二、Redis复制能干嘛?

  1. 读写分离
  2. 容灾恢复
  3. 数据备份
  4. 水平扩容支撑高并发

三、Redis复制的缺点

1、复制延迟

由于所有的写操作都发生在master数据库,然后同步到slave数据库中,所以会有一定的数据延迟,当系统负担过重时,延迟越大,slave机器的增加也会增加数据延迟的时间。

2、master宕机

如果master宕机了,默认情况下不会将salve数据库自动升级为master数据库。

四、乐观复制策略

Redis采用乐观复制策略,容忍一段时间内主从数据库不一致,但保证最终一致性。这个策略保证了性能,在复制的时候,主数据库不会阻塞,可以继续提供服务。

五、Redis复制常用命令

1、info replication

查看节点的主从关系和配置信息。

2、replicaof 主库Ip 主库port

在从数据库的redis.conf中配置。

3、slaveof 主库IP 主库port

在运行期间修改slave节点的信息,如果该数据库已经是其它主数据库的从数据库了,那么它会停止与其的主从关系,转而成为新配置的主库的从数据库。

4、slaveof no one

使当前数据库停止与其它数据库的同步,升级为主数据库。

六、Redis复制工作流程

1、slave启动成功后,会连接master数据库,发送一个sync命令,同步数据;如果是第一次连接,则会进行一次全量复制,slave自身的数据会被master数据覆盖清除;

2、master数据库收到sync命令后,通过RDB开始保存快照,同时将所有接收到的用于修改数据库的命令缓存起来,master数据库执行完RDB持久化后,master将RBD文件和所有缓存的命令发送到所有的slave数据库,完成一次数据同步;

3、slave收到RDB文件和命令缓存后,将其加载到内存中,从而完成复制初始化;

4、repl-ping-replica-period 10,表示master发出ping包的周期默认是10秒;

5、完成首次数据全量同步后,master继续将新的收集到的修改命令定期传给slave数据库,完成数据同步;

6、如果从机重启了,master的backlog中会记录offset,master会将offset后面的数据复制给slave。

:C 14 Mar 22:14:24.106 # nzbc Redis is starting nzbc
:C 14 Mar 22:14:24.107 # Redis version=6.0.8, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=7187, just started
:C 14 Mar 22:14:24.108 # Configuration loaded
:S 14 Mar 22:14:24.110 * Increased maximum number of open files to 10032 (it was originally set to 256).
                _._
           _.-``__ ''-._
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis.0.8 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port:
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID:
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-':S 14 Mar 22:14:24.120 # Server initialized
:S 14 Mar 22:14:24.114 * DB loaded from disk: 0.000 seconds
:S 14 Mar 22:14:24.122 * Before turning into a slave, using my master parameters to synthesize a cached master: I may be able to synchronize with the new master with just a partial transfer.
:S 14 Mar 22:14:24.122 * Ready to accept connections
:S 14 Mar 22:14:24.123 * Connecting to MASTER 127.0.0.1:6379
:S 14 Mar 22:14:24.123 * MASTER <-> SLAVE sync started
:S 14 Mar 22:14:24.123 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
:S 14 Mar 22:14:24.124 * Master replied to PING, replication can continue...
:S 14 Mar 22:14:24.124 * Trying a partial resynchronization (request 9b3cs5w9g6x3004fa9a0999361035b71ecf70ab4:30783).
:S 14 Mar 22:14:24.130 * Full resync from master: cb4as85df693ad62f09ce4f486e0d43ec8f36334:0
:S 14 Mar 22:14:24.130 * Discarding previously cached master state.
:S 14 Mar 22:14:24.163 * MASTER <-> SLAVE sync: receiving 5484 bytes from master
:S 14 Mar 22:14:24.165 * MASTER <-> SLAVE sync: Flushing old data
:S 14 Mar 22:14:24.165 * MASTER <-> SLAVE sync: Loading DB in memory
:S 14 Mar 22:14:24.167 * MASTER <-> SLAVE sync: Finished with success

七、Redis哨兵是什么?

Redis提供了哨兵sentinel机制来监控Redis的性能,如果主数据库宕机了,根据投票数自动将某一个从数据库提升为主数据库,继续对外提供服务。

1、Redis哨兵的作用

在这里插入图片描述

  1. 主从监控,监控主从数据库是否运行正常;
  2. 消息通知,哨兵可以将故障信息发送给客户端;
  3. 故障转移,如果master异常。哨兵会进行主备切换,将其中一个slave转为master;
  4. 配置中心,客户端通过连接哨兵获取Redis服务集群的主节点信息;

2、使用哨兵的注意事项:

在这里插入图片描述

八、实战演练

1、搭建3个哨兵服务器

监控Redis主从服务器,不存放数据。

在这里插入图片描述

2、sentinel.conf参数选项说明

bind.0.0.0
daemonize yes
protected-mode no
port
logfile "/myredis/sentinel.log"
pidfile /var/run/redis-sentinel.pid
dir /myredis
sentinel monitor mymaster.0.0.1 6379 2
sentinel auth-pass mymaster

在这里插入图片描述

设置要监控的master服务器,quorum表示至少有几个哨兵认为客观下线,同意故障转移的法定票数,因此哨兵服务器一般为奇数个。

sentinel monitor <master-name> 127.0.0.1 6379 <quorum>。

master服务器设置了密码:

sentinel auth-pass <master-name> <password>

通过命令,完成哨兵sentinel的启动,两种方式,任选其一:

  1. redis-sentinel /path/to/sentinel.conf
  2. redis-server /path/to/sentinel.conf --sentinel

九、哨兵运行流程和选举原理

当一个主从配置中的master失效后,sentinel会选举出一个新的master用于接替原master的工作,其它slave服务器自动指向新master,实现数据同步。

1、主观下线

指定多少毫秒之后,主节点没有应答哨兵,此时哨兵会主观上认为主节点已经下线。

sentinel down-after-millisecnds <master-name> <millisecnds>

2、客观下线

多个哨兵sentinel进行投票,根据投票结果才能确认一个master客观上已经宕机。

3、选举master三步走:

(1)先选出一个master服务器

在这里插入图片描述

当master数据库宕机后,各个哨兵sentinel节点会进行协商,先通过Raft算法选举出一个领导者哨兵节点,再由领导者进行master的选举。

根据Redis.conf中,优先级slave-priority或者replica-priority最高的从节点(数字越小优先级越高)。复制偏移位置offset最大的从节点;最小Run ID的从节点

(2)其它slave服务器连接到master服务器

执行slaveof no one命令会选举出新的master,并通过slaveof命令将其它从节点成为新master服务器的从节点。

(3)如果旧master服务器恢复正常了,也要成为新master服务器的slave从服务器。