Redis学习之主从复制（八）

一、主从复制简介

  为了避免单点Redis服务器故障，准备多台服务器，互相连通。将数据复制多个副本保存在不同的服务器上，连接在一起，并保证数据是同步的。即使有其中一台服务器宕机，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。

1.1原理

  Redis支持主从复制，Redis的主从结构可以采用一主多从（常用）或者级联结构（相对复杂），Redis主从复制可以根据是否是全量分为全量同步和增量同步。

• 主服务器：master
• 从服务器：slave
• 概念：主从复制即将master中的数据即时、有效的复制到slave中

特征：一个master可以拥有多个slave，一个slave只对应一个master

职责：master和slave各自的职责不一样

master:

写数据执行写操作时，将出现变化的数据自动同步到slave读数据（可忽略）

slave:

读数据写数据（禁止）

1.2 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，由slave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

二、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（反复同步）

2.1 建立连接

2.1.1 master和slave连接流程

建立slave到master的连接，使master能够识别slave，并保存slave端口号

流程如下：

1. 步骤1：设置master的地址和端口，保存master信息
2. 步骤2：建立socket连接
3. 步骤3：发送ping命令（定时器任务）
4. 步骤4：身份验证
5. 步骤5：发送slave端口信息

至此，主从连接成功！

当前状态：

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

2.1.2 master和slave互联

可以通过三种方式实现主从连接

方式一：客户端发送命令

slaveof masterip masterport

这种方式在slave的客户端（我是通过redis -cli -h ip地址 -p 端口号打开的）输入命令slaveof 实现的。

方式二：启动服务器参数

redis-server redis.conf --slaveof masterip masterport

方式三：服务器配置（主流方式）
在conf文件下添加配置

slaveof masterip masterport

slave系统信息

master_link_down_since_seconds
masterhost & masterport

master系统信息

uslave_listening_port(多个)

2.1.3主从断开连接（了解）

断开slave与master的连接，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，在slave客户端输入命令。

slaveof no one

2.1.4 授权访问（了解）

master客户端发送命令设置密码

requirepass password

master配置文件设置密码

config set requirepass password
config get requirepass

slave客户端发送命令设置密码

auth password

slave配置文件设置密码

masterauth password

slave启动服务器设置密码

redis-server –a password

2.2 数据同步

• 在slave初次连接master后，复制master中的所有数据到slave
• 将slave的数据库状态更新成master当前的数据库状态

同步过程如下：

1. 步骤1：请求同步数据
2. 步骤2：创建RDB同步数据
3. 步骤3：恢复RDB同步数据
4. 步骤4：请求部分同步数据
5. 步骤5：恢复部分同步数据

至此，数据同步工作完成！

当前状态：

slave：具有master端全部数据，包含RDB过程接收的数据

master：保存slave当前数据同步的位置

总体：之间完成了数据克隆

数据同步阶段master说明

1：如果master数据量巨大，数据同步阶段应避开流量高峰期，避免造成master阻塞，影响业务正常执行

2：复制缓冲区大小设定不合理，会导致数据溢出。如进行全量复制周期太长，进行部分复制时发现数据已经存在丢失的情况，必须进行第二次全量复制，致使slave陷入死循环状态。

repl-backlog-size ?mb

3. master单机内存占用主机内存的比例不应过大，建议使用50%-70%的内存，留下30%-50%的内存用于执 行bgsave命令和创建复制缓冲区

数据同步阶段slave说明

1. 为避免slave进行全量复制、部分复制时服务器响应阻塞或数据不同步，建议关闭此期间的对外服务

slave-serve-stale-data yes|no

2. 数据同步阶段，master发送给slave信息可以理解master是slave的一个客户端，主动向slave发送命令

3. 多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件增多，会对带宽造成巨大冲击，如果master带宽不足，因此数据同步需要根据业务需求，适量错峰

4. slave过多时，建议调整拓扑结构，由一主多从结构变为树状结构，中间的节点既是master，也是 slave。注意使用树状结构时，由于层级深度，导致深度越高的slave与最顶层master间数据同步延迟 较大，数据一致性变差，应谨慎选择

2.3 命令传播

• 当master数据库状态被修改后，导致主从服务器数据库状态不一致，此时需要让主从数据同步到一致的状态，同步的动作称为命令传播
• master将接收到的数据变更命令发送给slave，slave接收命令后执行命令

2.3.1 命令传播阶段的部分复制

命令传播阶段出现了断网现象：

网络闪断闪连：忽略

短时间网络中断：部分复制

长时间网络中断：全量复制