Redis主从模式设计

Redis的安装见：https://blog.csdn.net/user2025/article/details/105934987

Redis集群的原因：避免单点故障，冗余存储数据，保证Redis的高可用
Redis有三种集群模式：主从模式、Sentinel模式、Cluster模式
一个master节点可以有多个slave节点，一个slave节点只能有一个master节点

主从复制的作用

（1）读写分离： master负责写操作，slave负责写操作
（2）负载均衡：slave负责读操作，通过增加slave的数量可以减小单个slave节点读操作的负载，大大提高并发量和数据吞吐量
（3）故障恢复：当mater节点宕机后，slave节点切换master，继续提供服务
（4）数据冗余：实现数据热备份，master节点和salve节点都存在相同的数据

配置主从复制

（1）修改配置文件/etc/redis/redis.conf，在Replication区进行配置，配置好后重启服务器

slaveof  master节点的IP地址  端口号       # 指定当前redis的master节点的ip和端口号
masterauth  master节点的密码                # 指定master节点的密码

（2）master、slave客户端分别输入info replication命令后，显示的信息如下：

（3）如果想使slave节点作为从服务器，不能进行写操作，修改配置文件

slave-read-only yes  #yes表示salve仅用于读

（4）如果想使slave节点与主服务器断开，可以在slave节点的客户端输入命令：slaveof no one
如果想使slave节点与master节点重连，可以在slave节点的客户端输入命令：slaveof master节点ip 端口号【也可以重启slave服务器】

主从复制的原理

Redis主从复制分为三个阶段：全量复制、增量复制、命令传播阶段
全量复制主要分为如下4个步骤：
（1） slave连接master，发送psync2命令请求同步数据
（2） master执行bgsave命令【background save后台保存的缩写】，生成RDB快照文件，在这期间master执行的所有写命令都会被写入复制缓冲区
（3）master执行完bgsave命令后，向所有slave发送快照文件
（4）slave收到RDB文件后，清空slave之前的所有数据，根据RDB文件恢复数据
增量复制：
全量复制完成后，master节点将复制缓冲区的所有指令都会发送给slave，slave会执行这些指令

命令传播阶段

master每执行一条写命令，都会同步到slave中执行

总结：全量复制实际是将建立同步关系之前的数据一次性完全复制到slave，增量复制实际是将建立同步关系之后master执行的每条写命令同步到slave

运行id（run id）

运行id是单个redis每次启动时生成身份识别码（40位的字符），一个redis多次启动会生成多个运行id，每次重启就会发生变化
slave和master首次建立连接后，slave会保存master的run id。当复制时发现master和之前的 run_id 不同时，将会重新进行全量同步。
通过客户端执行命令：info server，可以查看当前节点的run id

复制缓冲区（全量复制时）

• 复制缓存区的组成：偏移量offset、字节值
• 工作原理：通过对比master和slave节点的复制偏移量，可以判断主从节点数据是否一致
  （1）参与复制的主从节点都会维护自身复制偏移量。主节点（master）在处理完写入命令后，会把命令的字节长度做累加记录，统计信息在info relication中的master_repl_offset指标中：
  
  （3）从节点（slave）每秒钟上报自身的复制偏移量给主节点，因此主节点也会保存从节点的复制偏移量，统计指标如下：
  

（4）从节点在接收到主节点发送的命令后，也会累加记录自身的偏移量。统计信息在info relication中的slave_repl_offset指标中：

redis主从复制同步数据死循环问题

• 复制缓冲区是一个先进先出(FIFO)的队列。复制缓冲区默认数据存储空间大小是1M，由于存储空间大小是固定的，当入队元素的数量大于队列长度时，最先入队的元素会被弹出，而新元素会被放入队列
• 复制缓冲区的创建时机：
  （1）redis启动时，如果开启了AOF日志功能
  （2）redis作为master节点
• 当slave节点与master节点进行全量复制过程中，master节点执行的所有引起数据变化的指令（如set、select换库）都会被存储在复制缓冲区，当全量复制完成后，复制缓冲区的所有数据都会发生到slave节点执行

复制缓冲区大小设置不合理，会导致数据溢出，继而引发redis主从复制同步数据死循环问题
举例： 当master数据量比较大，同步时间过长，复制缓冲区就可能数据溢出，增量复制时发现复制缓冲区存在部分数据丢失的情况，就会进行第2次全量复制。
解决办法： 修改配置文件中client-output-buffer-limit参数

主从模式注意事项

（1）master节点数据量比较大时，流量高峰期不要进行全量复制
（2）master节点占用宿主机的内存不应过大，建议使用50-70%的内存，留下30-50%的内存用于执行bgsave指令和创建复制缓冲区
（3）当master和slave之间长时间通信中断时，复制缓存区数据肯定存在丢失，必须进行全量复制
（4）master和slave尽量在同一个局域网，减少同步延迟问题
（5）对比offset，如果slave延迟过大，暂时屏蔽程序对slave数据的访问，可以通过修改配置文件的如下参数实现，将yes改为no，开启后仅响应info和slaveof指令

slave-serve-stale-data no

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