Redis-主從、哨兵、叢集

文章目錄

• Redis叢集
• • 主從複制
  • • 概述
    • 複制原理
    • 作用
    • 注意問題
    • 配置
  • 哨兵模式(sentinel)
  • • 概述
    • 基本原理
    • 工作機制
    • 配置啟動
    • 複制延時
    • 故障恢複
    • 注意問題
  • Cluster模式
  • • 使用
    • 節點原理
    • 故障恢複
    • `cluster`叢集特點：

Redis叢集

主從複制

概述

​ 是指将一台

Redis

伺服器的資料，複制到其他的

Redis

伺服器。前者稱為主節點(

master

)，後者稱為從節點(

slave

),資料的複制是單向的，隻能由主節點到從節點。

預設情況下，每台

Redis

伺服器都是主節點；且一個主節點可以有多個從節點(或沒有從節點)，但一個從節點隻能有一個主節點。

複制原理

​

slave

啟動成功連接配接到

master

後會發送一個

sync

指令，

Master

接到指令啟動背景的存盤程序，同時收集所有接收到的用于修改資料集指令，在背景程序執行完畢之後，

master

将傳送整個資料檔案到

slave

,以完成一次完全同步。

全量複制：

​

slave

服務在接收到資料庫檔案資料後，将其存盤并加載到記憶體中。

增量複制：

​

Master

繼續将新的所有收集到的修改指令依次傳給

slave

，完成同步。但是隻要是重新連接配接

master

，一次完全（全量複制）将被自動執行

作用

• 資料備援：主從複制實作了資料的熱備份，是持久化之外的一種資料備援方式。
• 故障恢複：當主節點出現問題時，可以由從節點提供服務，實作快速的故障恢複；實際上是一種服務的備援。
• 負載均衡：在主從複制的基礎上，配合讀寫分離，可以由主節點提供寫服務，由從節點提供讀服務（即寫

  Redis

  資料時應用連接配接主節點，讀

  Redis

  資料時應用連接配接從節點），分擔伺服器負載；尤其是在寫少讀多的場景下，通過多個從節點分擔讀負載，可以大大提高

  Redis

  伺服器的并發量。
• 讀寫分離：可以用于實作讀寫分離，主庫寫、從庫讀，讀寫分離不僅可以提高伺服器的負載能力，同時可根據需求的變化，改變從庫的數量；
• 高可用基石：除了上述作用以外，主從複制還是哨兵和叢集能夠實施的基礎，是以說主從複制是

  Redis

  高可用的基礎

注意問題

1. 叢機隻有第一次連接配接會全量複制，連接配接之後會使用增量複制
2. 主機當機之後重新連接配接，情況會照舊
3. 主機當機後，從機會原地待命，不會變成主機
4. 從機當機後，重新開機情況會照舊

配置

• 複制三個配置檔案：

  

• 主機檔案配置

  port 6379
  bind 127.0.0.1         
  daemonize yes             
  logfile "/Users/xiao7/devTool/redis/redis-cluster/redis-6379.log"              
  dir  ./               
  masterauth 123456               
  requirepass 123456              
  
  appendonly yes                  
  appendfilename appendonly-6379.aof
  
  
  save 900 1 
  dbfilename dump-6379.rdb
             

• 從機配置

  port 6380
  bind 127.0.0.1         
  daemonize yes             
  logfile "/Users/xiao7/devTool/redis/redis-cluster/redis-6380.log"              
  dir  ./               
  masterauth 123456               
  requirepass 123456              
  
  appendonly yes                  
  appendfilename appendonly-6380.aof
  
  
  save 900 1 
  dbfilename dump-6380.rdb
  
  slaveof 127.0.0.1 6379
             

• 分别啟動并檢視叢集情況

  redis-server redis-6379.conf
             

  

哨兵模式(sentinel)

概述

主從模式的弊端就是不具備高可用性，當

master

挂掉以後，

Redis

将不能再對外提供寫入操作，是以sentinel應運而生。

sentinel

模式是建立在主從模式的基礎上，如果隻有一個

Redis

節點，

sentinel

就沒有任何意義

基本原理

• 當

  master

  挂了以後，

  sentinel

  會在

  slave

  中選擇一個做為

  master

  ，并修改它們的配置檔案，其他

  slave

  的配置檔案也會被修改，比如

  slaveof

  屬性會指向新的

  master

• 當

  master

  重新啟動後，它将不再是

  master

  而是做為

  slave

  接收新的

  master

  的同步資料

• sentinel

  因為也是一個程序有挂掉的可能，是以

  sentinel

  也會啟動多個形成一個

  sentinel

  叢集
• 多

  sentinel

  配置的時候，

  sentinel

  之間也會自動監控
• 當主從模式配置密碼時，

  sentinel

  也會同步将配置資訊修改到配置檔案中，不需要擔心
• 一個

  sentinel

  或

  sentinel

  叢集可以管理多個主從

  Redis

  ，多個

  sentinel

  也可以監控同一個

  redis

• sentinel

  最好不要和

  Redis

  部署在同一台機器，不然

  Redis

  的伺服器挂了以後，

  sentinel

  也挂了

工作機制

• 每個

  sentinel

  以每秒鐘一次的頻率向它所知的

  master

  ，

  slave

  以及其他

  sentinel

  執行個體發送一個

  PING

  指令
• 如果一個執行個體距離最後一次有效回複

  PING

  指令的時間超過

  down-after-milliseconds

  選項所指定的值， 則這個執行個體會被

  sentinel

  标記為主觀下線。
• 如果一個

  master

  被标記為主觀下線，則正在監視這個

  master

  的所有

  sentinel

  要以每秒一次的頻率确認

  master

  的确進入了主觀下線狀态
• 當有足夠數量的

  sentinel

  （大于等于配置檔案指定的值）在指定的時間範圍内确認

  master

  的确進入了主觀下線狀态， 則

  master

  會被标記為客觀下線
• 在一般情況下， 每個

  sentinel

  會以每

  10

  秒一次的頻率向它已知的所有

  master

  ，

  slave

  發送

  INFO

  指令
• 當

  master

  被

  sentinel

  标記為客觀下線時，

  sentinel

  向下線的

  master

  的所有

  slave

  發送

  INFO

  指令的頻率會從

  10

  秒一次改為

  1

  秒一次
• 若沒有足夠數量的

  sentinel

  同意

  master

  已經下線，

  master

  的客觀下線狀态就會被移除；

  若

  master

  重新向

  sentinel

  的

  PING

  指令傳回有效回複，

  master

  的主觀下線狀态就會被移除

配置啟動

• 配置檔案

  

• 配置資訊

  daemonize no
  logfile "./sentinel.log"
  dir "/Users/xiao7/devTool/redis/redis-sentinel"
  
  #判斷master失效至少需要2個sentinel同意，建議設定為n/2+1，n為sentinel個數
  # mymaster為哨兵的服務名稱
  sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6380 1
  sentinel auth-pass mymaster 123456
  #判斷master主觀下線時間，預設30s
             

• 啟動

  redis-sentinel sentinel.conf
             

複制延時

由于所有的寫操作都是先在Master上操作，然後同步更新到Slave上，是以從Master同步到Slave機器有一定的延遲，當系統很繁忙的時候，延遲問題會更加嚴重，Slave機器數量的增加也會使這個問題更加嚴重。

故障恢複

主機挑選

1. 選擇優先級最小機器，優先級在

   redis.conf

   中預設

   slave-priority 100

   ，值越小優先級越高
2. 選擇偏移量最大的，偏移量是指獲得主機資料最多的機器
3. 選擇

   uuid

   最小的機器，

   uuid

   是

   redis

   啟動自動生成的

   uuid

注意問題

1. 主機當機後選舉完後重新連接配接，那麼它就會成為從機

Cluster模式

​

sentinel

模式基本可以滿足一般生産的需求，具備高可用性。但是當資料量過大到一台伺服器存放不下的情況時，主從模式或

sentinel

模式就不能滿足需求了，這個時候需要對存儲的資料進行分片，将資料存儲到多個

Redis

執行個體中。

cluster

模式的出現就是為了解決單機

Redis

容量有限的問題，将

Redis

的資料根據一定的規則配置設定到多台機器。

​

cluster

可以說是

sentinel

和主從模式的結合體，通過

cluster

可以實作主從和

master

重選功能，是以如果配置兩個副本三個分片的話，就需要六個

Redis

執行個體。因為

Redis

的資料是根據一定規則配置設定到

cluster

的不同機器的，當資料量過大時，可以新增機器進行擴容。

使用

• 執行個體開啟叢集

cluster-enabled yes    打開叢集模式
cluster-config-file nodes-6379.conf  設定節點配置檔案名
cluster-node-timeout 15000   設定節點失聯時間，超過該時間（毫秒），叢集自動進行主從切換
           

• 建立叢集

redis-cli --cluster create --cluster-replicas 1 192.168.11.101:6379 192.168.11.101:6380 192.168.11.101:6381 192.168.11.101:6389 192.168.11.101:6390 192.168.11.101:6391

redis-cli -c -p 6379 # 叢集連接配接叢集
           

使用叢集不需要配置主從複制資訊，需要配置主從密碼，隻需要将

redis

配置檔案中的

cluster-enable

配置打開即可。每個叢集中至少需要三個主資料庫才能正常運作，新增節點非常友善。

節點原理

• 配置設定

  一個叢集至少要有三個主節點。選項

  --cluster-replicas 1

  表示我們希望為叢集中的每個主節點建立一個從節點。配置設定原則盡量保證每個主資料庫運作在不同的

  IP

  位址，每個從庫和主庫不在一個

  IP

  位址上。

• solt

  插槽

  一個

  Redis

  叢集包含

  16384

  個插槽（

  hash slot

  ）， 資料庫中的每個鍵都屬于這

  16384

  個插槽的其中一個， 叢集使用公式

  CRC16(key) % 16384

  來計算鍵

  key

  屬于哪個槽， 其中

  CRC16(key)

  語句用于計算鍵

  key

  的

  CRC16

  校驗和 。叢集中的每個節點負責處理一部分插槽。

  不在一個slot下的鍵值，是不能使用mget,mset等多鍵操作

故障恢複

• 主節點當機恢複後變成從機
• 如果某一段插槽的主從都挂掉，而

  cluster-require-full-coverage yes

  ，那麼 ，整個叢集都挂掉，如果

  cluster-require-full-coverage no

  ，那麼，該插槽資料全都不能使用，也無法存儲。

cluster

叢集特點：

• 多個

  redis

  節點網絡互聯，資料共享
• 所有的節點都是一主一從（也可以是一主多從），其中從不提供服務，僅作為備用
• 不支援同時處理多個

  key

  （如

  MSET/MGET

  ），因為

  redis

  需要把

  key

  均勻分布在各個節點上，

  并發量很高的情況下同時建立

  key-value

  會降低性能并導緻不可預測的行為
• 支援線上增加、删除節點
• 用戶端可以連接配接任何一個主節點進行讀寫