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Redis主从复制机制详解

时间:2019-09-06 10:20:26  来源:  作者:

什么是主从复制

redis的主从复制机制是指可以让从服务器(slave)能精确复制主服务器(master)的数据,如下图所示:

Redis主从复制机制详解

 

上面的图表示的是一台master服务器与slave服务器的情况,其实一台master服务器也可以对应多台slave服务器,如下图所示:

Redis主从复制机制详解

 

另外,slave服务器也可以有自己的slave服务器,这样的服务器称为sub-slave,而这些sub-slave通过主从复制最终数据也能与master保持一致,如下图所示:

Redis主从复制机制详解

 

主从复制的方式和工作原理

Redis的主从复制是异步复制,异步分为两个方面,一个是master服务器在将数据同步到slave时是异步的,因此master服务器在这里仍然可以接收其他请求,一个是slave在接收同步数据也是异步的。

复制方式

Redis主从复制分为以下三种方式:

一、当master服务器与slave服务器正常连接时,master服务器会发送数据命令流给slave服务器,将自身数据的改变复制到slave服务器。

二、当因为各种原因master服务器与slave服务器断开后,slave服务器在重新连上master服务器时会尝试重新获取断开后未同步的数据即部分同步,或者称为部分复制。

三、如果无法部分同步(比如初次同步),则会请求进行全量同步,这时master服务器会将自己的rdb文件发送给slave服务器进行数据同步,并记录同步期间的其他写入,再发送给slave服务器,以达到完全同步的目的,这种方式称为全量复制。

工作原理

master服务器会记录一个replicationId的伪随机字符串,用于标识当前的数据集版本,还会记录一个当数据集的偏移量offset,不管master是否有配置slave服务器,replication Id和offset会一直记录并成对存在,我们可以通过以下命令查看replication Id和offset:

> info repliaction

通过redis-cli在master或slave服务器执行该命令会打印类似以下信息(不同服务器数据不同,打印信息不同):

connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=9472,lag=1
master_replid:2cbd65f847c0acd608c69f93010dcaa6dd551cee
master_repl_offset:9472

当master与slave正常连接时,slave使用PSYNC命令向master发送自己记录的旧master的replication id和offset,而master会计算与slave之间的数据偏移量,并将缓冲区中的偏移数量同步到slave,此时master和slave的数据一致。

而如果slave引用的replication太旧了,master与slave之间的数据差异太大,则master与slave之间会使用全量复制的进行数据同步。

配置主从复制

Redis的主从配置非常简单,我们可以使用两种方式来配置主从服务器,在这时我们先假设Redis的master服务器地址为192.168.0.101。

客户端发送同步命令

# 向客户端
saveof 192.168.1.101 6379

slave服务器配置主服务器

在这里slave服务器的redis.conf通过saveof选项,可以指定master服务器,如下:

slaveof 192.168.1.101 6379

通过上面两种方式的配置,master服务器与slave服务器便已经可以开始进行数据同步了。

master要求验证

上面配置的是master服务器没有设置密码的情况,如果master设置了密码,则可以在连接到slave服务器的redis-cli执行下面的命令:

# <password>指代实际的密码
config set masterauth <password>

或者在slave服务器的redis.conf中配置下面的选项:

# <password>指代实际的密码
masterauth <password>

避免slave被清空

slave会被清空?slave不用同步了master的数据吗?备份的数据怎么会清空了呢?

当master服务器关闭了持久化时,如果发生故障后自动重启时,由本地没有保存持久化的数据,重启的Redis内存数据为空,而slave会自动同步master的数据,这时候,slave服务器的数据也会被清空。

如何避免slave被清空呢?

如果条件允许(一般都可以的),master服务器还是要开启持久化,这样master故障重启时,可以快速恢复数据,而同步这台master的slave数据也不会被清空。

如果master不能开启持久化,则不应该设置让master发生故障后重启(有些机器会配置自动重启),而是将某个slave服务器升级为master服务器,对外继续提供服务。

slave默认为只读的

在Redis2.6以后,slave只读模式是默认开启的,我们可以通过配置文件中的slave-read-only选项配置是否开启只读模式:

# 默认是yes
slave-read-only yes/no 

或者在客户端中通过config set命令设置是否开启只读模式:

config set slave-read-only no

上面将slave服务器设置为可以写入,但是要注意,如果slave也配置了自己的从服务器(sub-slave),那么sub-slave只会同步从master服务器同步到slave的数据,而并会同步我们直接写入slave服务器的数据。

主从复制中的key过期问题

我们都知道Redis可以通过设置key的过期时间来限制key的生存时间,Redis处理key过期有惰性删除和定期删除两种机制,而在配置主从复制后,slave服务器就没有权限处理过期的key,这样的话,对于在master上过期的key,在slave服务器就可能被读取,所以master会累积过期的key,积累一定的量之后,发送del命令到slave,删除slave上的key。

如果slave服务器升级为master服务器 ,则它将开始独立地计算key过期时间,而不需要通过master服务器的帮助。

主从复制的作用

保存Redis数据副本

当我们只是通过RDB或AOF把Redis的内存数据持久化毕竟只是在本地,并不能保证绝对的安全,而通过将数据同步slave服务器上,可以保留多一个数据备份,更好地保证数据的安全。

读写分离

在配置了主从复制之后,如果master服务器的读写压力太大,可以进行读写分离,客户端向master服务器写入数据,在读数据时,则访问slave服务器,从而减轻master服务器的访问压力。

Redis主从复制机制详解

 

高可用性与故障转移

服务器的高可用性是指服务器能提供7*24小时不间断的服务,Redis可以通过Sentinel系统管理多个Redis服务器,当master服务器发生故障时,Sentineal系统会根据一定的规则将某台slave服务器升级为master服务器,继续提供服务,实现故障转移,保证Redis服务不间断。

小结

Redis的主从复制可以让我们把Redis中的数据同步到其他服务器上,为数据安全提供更加安全的保障,也可以让我们的服务器在发生故障时而无法重启时,可以更加快速地切换服务器,继续对外提供服务。

作者:张君鸿

链接:https://juejin.im/post/5d14bb8ff265da1b602915c5



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