Redis如何实现主从复制

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前面介绍Redis，我们都在一台服务器上进行操作的，也就是说读和写以及备份操作都是在一台Redis服务器上进行的，那么随着项目访问量的增加，对Redis服务器的操作也越加频繁，虽然Redis读写速度都很快，但是一定程度上也会造成一定的延时，那么为了解决访问量大的问题，通常会采取的一种方式是主从架构Master/Slave，Master 以写为主，Slave 以读为主，Master 主节点更新后根据配置，自动同步到从机Slave 节点。

接下来我们就来介绍如何进行主从架构的搭建。

ps:这里我是在一台机器上模拟多个Redis服务器，与实际生产环境中相比，基本配置都是一样，仅仅是IP地址和端口号变化。

1、修改配置文件

首先将redis.conf 配置文件复制三份，通过修改端口分别模拟三台Redis服务器。

然后我们分别对这三个redis.conf 文件进行修改。

①、修改 daemonize yes

表示指定Redis以守护进程的方式启动（后台启动）

②、配置PID文件路径 pidfile

表示当redis作为守护进程运行的时候，它会把 pid 默认写到 /var/redis/run/redis_6379.pid 文件里面

③、配置端口 port

④、配置log 文件名字

⑤、配置rdb文件名

依次将 6380redis.conf 、6381redis.conf 配置一次，则配置完毕。

接下来我们分别启动这三个服务。

通过命令查看Redis是否启动：

接下来通过如下命令分别进入到这三个Redis客户端：

2、设置主从关系

①、通过  info replication 命令查看节点角色

我们发现这三个节点都是扮演的 Master 角色。那么如何将 6380 和 6381 节点变为 Slave 角色呢？

②、选择6380端口和6381端口，执行命令：SLAVEOF 127.0.0.1 6379

我们再看 6379 节点信息：

这里通过命令来设置主从关系，一旦服务重启，那么角色关系将不复存在。想要永久的保存这种关系，可以通过配置redis.conf 文件来配置。

3、测试主从关系

①、增量复制

主节点执行 set k1 v1 命令，从节点 get k1 能获取吗？

由上图可知是可以获取的。

②、全量复制

通过执行 SLAVEOF 127.0.0.1 6379，如果主节点 6379 以前还存在一些 key，那么执行命令之后，从节点会将以前的信息也都复制过来吗？

答案也是肯定的，这里我就不贴测试结果了。

③、主从读写分离

主节点能够执行写命令，从节点能够执行写命令吗？

这里的原因是在配置文件 6381redis.conf 中对于 slave-read-only 的配置

如果我们将其修改为 no 之后，执行写命令是可以的。

但是从节点写命令的数据从节点或者主节点都不能获取的。

④、主节点宕机

主节点 Maste 挂掉，两个从节点角色会发生变化吗？

上图可知主节点 Master 挂掉之后，从节点角色还是不会改变的。

⑤、主节点宕机后恢复

主节点Master挂掉之后，马上启动主机Maste，主节点扮演的角色还是 Master 吗？

也就是说主节点挂掉之后重启，又恢复了主节点的角色。

4、哨兵模式

通过前面的配置，主节点Master 只有一个，一旦主节点挂掉之后，从节点没法担起主节点的任务，那么整个系统也无法运行。如果主节点挂掉之后，从节点能够自动变成主节点，那么问题就解决了，于是哨兵模式诞生了。

哨兵模式就是不时地监控redis是否按照预期良好地运行（至少是保证主节点是存在的），若一台主机出现问题时，哨兵会自动将该主机下的某一个从机设置为新的主机，并让其他从机和新主机建立主从关系。

哨兵模式搭建步骤：

①、在配置文件目录下新建 sentinel.conf 文件，名字绝不能错，然后配置相应内容

分别配置被监控的名字，ip地址，端口号，以及得票数。上面的得票数为1表示表示主机挂掉后salve投票看让谁接替成为主机，得票数大于1便成为主机

②、启动哨兵

启动界面：

接下来，我们干掉主机 6379，然后看从节点有啥变化。

干掉主节点之后，我们查看后台打印日志，发现 6381投票变为主节点了。

这时候我们查看从节点 6381的节点信息：

6381 节点自动变为主节点了。

PS：哨兵模式也存在单点故障问题，如果哨兵机器挂了，那么就无法进行监控了，解决办法是哨兵也建立集群，Redis哨兵模式是支持集群的。

5、主从复制原理

Redis的复制功能分为同步（sync）和命令传播（command propagate）两个操作。

①、旧版同步

当从节点发出 SLAVEOF 命令，要求从服务器复制主服务器时，从服务器通过向主服务器发送 SYNC 命令来完成。该命令执行步骤：

1、从服务器向主服务器发送 SYNC 命令

2、收到 SYNC 命令的主服务器执行 BGSAVE 命令，在后台生成一个 RDB 文件，并使用一个缓冲区记录从开始执行的所有写命令

3、当主服务器的 BGSAVE 命令执行完毕时，主服务器会将 BGSAVE 命令生成的 RDB 文件发送给从服务器，从服务器接收此 RDB 文件，并将服务器状态更新为RDB文件记录的状态。

4、主服务器将缓冲区的所有写命令也发送给从服务器，从服务器执行相应命令。

②、命令传播

当同步操作完成之后，主服务器会进行相应的修改命令，这时候从服务器和主服务器状态就会不一致。

为了让主服务器和从服务器保持状态一致，主服务器需要对从服务器执行命令传播操作，主服务器会将自己的写命令发送给从服务器执行。从服务器执行相应的命令之后，主从服务器状态继续保持一致。

总结：通过同步操作以及命令传播功能，能够很好的保证了主从一致的特性。

但是我们考虑一个问题，如果从服务器在同步主服务器期间，突然断开了连接，而这时候主服务器进行了一些写操作，这时候从服务器恢复连接，如果我们在进行同步，那么就必须将主服务器从新生成一个RDB文件，然后给从服务器加载，这样虽然能够保证一致性，但是其实断开连接之前主从服务器状态是保持一致的，不一致的是从服务器断开连接，而主服务器执行了一些写命令，那么从服务器恢复连接后能不能只要断开连接的哪些写命令，而不是整个RDB快照呢？

同步操作其实是一个非常耗时的操作，主服务器需要先通过 BGSAVE 命令来生成一个 RDB 文件，然后需要将该文件发送给从服务器，从服务器接收该文件之后，接着加载该文件，并且加载期间，从服务器是无法处理其他命令的。

为了解决这个问题，Redis从2.8版本之后，使用了新的同步命令 PSYNC来代替 SYNC 命令。该命令的部分重同步功能用于处理断线后重复制的效率问题。也就是说当从服务器在断线后重新连接主服务器时，主服务器只将断开连接后执行的写命令发送给从服务器，从服务器只需要接收并执行这些写命令即可保持主从一致。

6、主从复制的缺点

主从复制虽然解决了主节点的单点故障问题，但是由于所有的写操作都是在 Master 节点上操作，然后同步到 Slave 节点，那么同步就会有一定的延时，当系统很繁忙的时候，延时问题就会更加严重，而且会随着从节点slave的增多而愈加严重。

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