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Redis主从复制以及Redis哨兵模式

程序员文章站 2022-05-17 22:41:12
...

Redis主从复制

概念:

主从复制,是指将一台Redis服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master/leader) ,后者称为从节点(slavefollower);数据的复制是单向的,只能由主节点到从节点。Master以写为主,Slave 以读为主。

默认情况下,每台Redis服务器都是主节点;且-一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点) ,但-一个从节点只能有一个主节点。

主从复制的作用主要包括:

1.数据冗余:主从复制实现了数据的热备份,是持久化之外的- -种数据冗余方式。

2.故障恢复:当主节点出现问题时,可以由从节点提供服务,实现快速的故障恢复;实际上是一种服务的冗余。

3.负载均衡:在主从复制的基础上,配合读写分离,可以由主节点提供写服务,由从节点提供读服务(即写Redis数据时应用连接主节点,读Redis数据时应用连接从节点),分担服务器负载;尤其是在写少读多的场景下,通过多个从节点分担读负载,可以大大提高Redis服务器的并发量。

4.高可用基石:除了上述作用以外,主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础,因此说主从复制是Redis高可用的基础。

一般来说,要将Redis运用于工程项目中,只使用一台Redis是万万不能的(宕机,一般至少3个,一主二从),原因如下:

1.从结构上,单个Redis服务器会发生单点故障,并且一台服务器需要处理所有的请求负载,压力较大;

2.从容量上,单个Redis服务器内存容量有限,就算一台Redis服务器内存容量为256G,也不能将所有内存用作Redis存储内存,一般来说,单台Redis最大使用内存不应该超过20G。

电商网站上的商品,一般都是一次上传,无数次浏览的,说专业点也就是”多读少写"。

对于这种场景,我们可以使用如下这种架构:
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
主从复制,读写分离,80%的情况下都是进行读操作!减缓服务器的压力!架构中经常使用!一主二从!

只要在公司中,主从复制就是必须要使用的,因为在真实的项目中不可能单机使用Redis!

环境配置:

只配置从库,不用配置主库!因为redis就默认把它自己但中国一个主库!

127.0.0.1:6379> info replication		# 查看当前库的信息
# Replication
role:master								# 角色 master
connected_slaves:0						# 没有从机
master_repl_offset:0
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

修改3个配置文件,然后修改对应的信息。

  • 端口
  • pid名字
  • log文件名字
  • dump.rdb名字

修改完毕之后,启动我们的3个redis服务器,可以通过进程信息查看!
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
一主二从:

默认情况下,每台Redis服务器都是主节点;我们一般情况下只用配置从机就可以了!

127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379		# SLAVEOF host 6379 找谁当自己的老大!
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave			 # 当前角色是从机
master_ host:127.0.0.1			 # 可以的看到主机的信息
master_ port:6379
master_1ink_ status :up
master_ _1ast_ io_ _seconds_ _ago:3
master_ sync_ _in_ progress:0
slave_ rep1 _ offset:14
slave_ priority:100
slave_ read_ only:1
connected_ slaves:0
master_ replid:a81be8dd257636b2d3e7a9f595e69d7 3ff03774e
master_ rep1i d2 : 000000000000000000000000000000000
master_ rep1_ offset:14
second_ rep1_ offset:-1
rep1_ back1og_ active:1
rep1_ back1og_ size: 1048576
rep1_ _back1og_ first_ byte. _offset:1
rep1_ back1og_ histlen:14

# 在主机中查看!
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role :maste r
connected_ slaves:1 		#多了从机的配置
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=42, 1ag=1		# 多了从机的配置
master_ replid : a81be8dd257636b2d3e7a9f595e69d73ff03774e
master_ replid2 : 0000000000000000000000000000000000
master_ rep1_ offset:42
second_ rep1_ offset:-1 .
rep1_ back1og_ active:1
rep1_ back1og_ size: 1048576
rep1_ back1og_ _first_ byte_ offset:1
rep1_ back1og_ histlen :42

如果两个都配置完了,就是有两个从机的!
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
真实的从主配置应该在配制文件中配置,这样的话是永久的,我们这里使用的是命令,暂时的!

细节:

  • 主机可以写,从机不能写只能读!主机中的所有信息和数据,都会自动被从机保存!

    主机写:
    Redis主从复制以及Redis哨兵模式

  • 从机只能读取内容!
    Redis主从复制以及Redis哨兵模式

  • 测试:主机断开连接,从机依旧可以连接到主机的,但是没有写这个操作,这个时候,主机如果回来了,从机依旧可以直接获取到主机写的信息!如果使用命令行来配置的主从,这个时候如果重启了,就会变回从机,只要变回从机,马上就可以从主机中获取值!

复制原理:

Slave启动成功连接到master后会发送一个sync同步命令

Master接到命令,启动后台的存盘进程,同时收集所有接收到的用于修改数据集命令,在后台进程执行完毕之后,master将传送整个数据文件到slave,并完成一次完全同步。

全量复制:而slave服务在接收到数据库文件数据后,将其存盘并加载到内存中。

增量复制:Master继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步。

但是只要是重新连接master,一次完全同步(全量复制)将被自动执行!我们的数据一定可以在从机中看到!

层层链路:

上一个M连接下一个S!

Redis主从复制以及Redis哨兵模式
这个时候也可以完成主从复制!

如果这个时候没有老大了,这个时候能不能选出一个老大呢?手动!:

如果主机断开了连接,我们可以使用SLAVEOF no one让自己变成主机!其它的节点就可以手动连接到最新的这个主节点上!如果这个时候主机修复了,那就只能重新连接,这个时候它也做不成主机!

Redis哨兵模式

自动选举老大的模式,概述:

主从切换技术的方法是:当主服务器宕机后,需要手动把一台从服务器切换为主服务器,这就需要人工干预,费事费力,还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式,更多时候,我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供 了Sentinel (哨兵)架构来解决这个问题。

谋朝篡位的自动版,能够后台监控主机是否故障,如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。

哨兵模式是一种特殊的模式,首先Redis提供了哨兵的命令,哨兵是一一个独立的进程,作为进程,它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令,等待Redis服务器响应,从而监控运行的多个Redis实例。
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
这里的哨兵有两个作用

  • 通过发送命令,让Redis服务器返回监控其运行状态,包括主服务器和从服务器。

  • 当哨兵监测到master宕机,会自动将slave切换成master ,然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器,修改配置文件,让它
    们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控,可能会出现问题,为此,我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控,这样就形成了多哨兵模式。
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
假设主服务器宕机,哨兵1先检测到这个结果,系统并不会马上进行failover过程,仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用,这个
现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用,并且数量达到一定值时,那么哨兵之间就会进行一次投票,投票的结
果由一个哨兵发起,进行ailover[故障转移]操作。切换成功后,就会通过发布订阅模式,让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切
换主机,这个过程称为客观下线

测试:

我们目前的状态是一主二从!

1、配置哨兵配置文件:sentinel.conf

# sentinel monitor	被监控的名称	host	port	1
sentinel monitor myredis 127.0.0.1  6379 1 

后面的这个数字1,代表主机挂了,slave投票看让谁接替成为主机,票数最多的,就会成为主机!

2、启动哨兵模式!

[aaa@qq.com bin]# redis -sentinel kconfig/sentinel. conf
26607:X 31 Mar 2020 21:13:10.027 # 000000000000 Redis is starting 000000000000
26607:X 31 Mar 2020 21:13:10.027 # Redis version=5.0.8, bits=64, commi t=00000000,modified=0 ,
pid=26607,just started
26607:x 31 Mar 2020 21:13:10.027 # Confi guration loaded
                _._
           _.-``__ ''-._
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 5.0.8 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in standalone mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 26607
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'
      `-._    `-.__.-'    _.-'
          `-._        _.-'
              `-.__.-'

26607:X 31 Mar 2020 21:13:10.029 # WARNING: The TCP back1og setting of 511 cannot be enforced because
/proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
26607:x 31 Mar 2020 21:13:10.031 # Sentinel ID is 4c780da7e22d2aebe 3bc20c333746f202ce72996
26607:X 31 Mar 2020 21:13:10.031 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
26607 :X 31 Mar 2020 21:13:10.031 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
26607 :X 31 Mar 2020 21:13:10.033 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379

如果Master节点断开了,这个时候就会从从机中随机选择一个服务器!(这里面有一个投票算法!)
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
哨兵日志!
Redis主从复制以及Redis哨兵模式
如果主机此时回来了,只能归并到新的主机下面,当作从机,这就是哨兵模式的规则!

哨兵模式的优点:

1、哨兵集群,一般基于主从复制模式,所有的主从配置优点,它全部都有!

2、主从可以切换,故障可以转移,系统的可用性就会更好!

3、哨兵模式就是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮!

哨兵模式的缺点:

1、Redis不好在线扩容的,集群容量一旦达到上限,在线扩容就会很麻烦!

2、实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多选择!

哨兵模式的全部配置:

# Example sentine1. conf
 
# 哨兵sentine1实例运行的端口  默认26379		如果有哨兵集群,我们还需要配置每个哨兵端口
port 26379

# 哨兵sentine1的工作目录
dir /tmp

# 哨兵sentine1监控的redis主节点的ip port 
# master-name
可以自己命名的主节点名字只能由字母A-z、数字0-9、这三个字符".-_"组成。
# quorum 配置多少个sentine1哨兵统一 认为master主节点失联 那么这时客观上认为主节点失联了
# sentine1 monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
sentine1 monitor mymiaster 127.0.0.1 6379 2

# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码这样所i有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentine1连接主从的密码注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentine1 auth-pass <maste r-name> <pas sword>
sentine1 auth-pass mymaster MySUPER-- secret-0123password

# 指定多少毫秒之后主节点没有应答哨兵sentinel 此时  哨兵主观上认为主节点下线  默认30秒
# sentine1 down-after -milliseconds <master-name> <mi 11iseconds>
sentine1 down -after-mi 11i seconds mymaster  30000

# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个s1ave同时对新的master进行同步,
这个数字越小,完成failover所 需的时间就越长,
但是如果这个数字越大,就意味着越多的s1ave因为replicati on而不可用。
可以通过将这个值设为1来保证每次只有一个slave处于不能处理命令请求的状态。
# sentinel parallel-syncs <master-name> <nums laves>
sentine1 para1le1-syncs mymaster 1

# 故障转移的超时时间failover-timeout 可以用在以下这些方面:
# 1.同一个sentine1对同一个master两次fai lover之间的间隔时间。
# 2.当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到s lave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
# 3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。
# 4.当进行failover时,配置所有saves指向新的master所需的最大时间。不过,即使过了这个超时,slaves 依然会被正确配置为指向
master,但是就不按paralle1-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentine1 failover-timeout <master-name> <mi 11iseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000

# SCRIPTS EXECUTION

# 配置当某一事件发生时所需要执行的脚本,可以通过脚本来通知管理员,例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
# 对于脚本的运行结果有以下规则:
# 若脚本执行后返回1,那么该脚本稍后将会被再次执行,重复次数目前默认为10
# 若脚本执行后返回2,或者比2更高的一个返回值,脚本将不会重复执行。
# 如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了,则同返回值为1时的行为相同。
# 一个脚本的最大执行时间为60s,如果超过这个时间,脚本将会被一个SIGKILL信号终止,之后重新执行。

# 通知型脚本:当sentine1有任何警告级别的事件发生时(比如说redis实例的主观失效和客观失效等等),将会去调用这个脚本,这时这个
脚本应该通过邮件,SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时,将传给脚本两个参数,一个是事件的类型,一
个是事件的描述。如果sentine1.conf配置文件中配置了这个脚本路径,那么必须保证这个脚本存在于这个路径,并且是可执行的,否则
sentine1无法正常启动成功。
# 通知脚本
# shell编程
# sentinel notificati on-script <master-name> <script-path>
sentine1 notification-script mymaster /var/redis/notify.sh

# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 当一个master由于failover而发生改变时,这个脚本将会被调用,通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
# 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover",
# <ro1e>是“7eader"或者"observer”中的一个。
# 参数from-ip,from-port,to-ip,to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
# 这个脚本应该是通用的,能被多次调用,不是针对性的。
# sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
sentine1 client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh		# 一般都是由运维来配置!