So konfigurieren Sie den Master-Slave-Modus des Redis-Clusters

1. Warum wird ein Cluster benötigt?

In unserer tatsächlichen Entwicklung ist es aus folgenden Gründen nicht möglich, nur einen Redis in Engineering-Projekten zu verwenden:

(1) In Bezug auf die Struktur besteht bei einem einzelnen Redis-Server das Risiko eines einzelnen Punkts Wenn ein Server ausfällt und die Last aller Anforderungen tragen muss, ist der Druck relativ hoch

(2) In Bezug auf die Kapazität ist die Speicherkapazität eines einzelnen Redis-Servers begrenzt Der Redis-Server ist 256 GB groß, der gesamte Speicher kann nicht verwendet werden. Für den Redis-Speicherspeicher sollte im Allgemeinen der von einem einzelnen Redis verwendete maximale Speicher 20 GB nicht überschreiten.

(3) Die Lese- und Schreibleistung eines einzelnen Redis-Servers ist begrenzt und die Lese- und Schreibfähigkeiten können durch die Verwendung eines Clusters verbessert werden.

2. Master-Slave-Modus

Einführung

Derzeit verfügt Redis über drei Cluster-Modi: Master-Slave-Modus, Sentinel-Modus und Cluster-Modus; der Master-Slave-Modus ist der einfachste der drei Unter Master-Slave-Replikation versteht man das Kopieren von Daten von einem Redis-Server auf andere Redis-Server. Der erste wird als Master-Knoten (Master/Leader) bezeichnet, während der zweite als Slave-Knoten (Slave/Follower) bezeichnet wird.

Hinweis:

(1) Die Datenreplikation erfolgt in eine Richtung, nur vom Masterknoten zum Slaveknoten. Master dient hauptsächlich zum Schreiben und Slave hauptsächlich zum Lesen.
(2) Standardmäßig ist jeder Redis-Server ein Master-Knoten.
(3) Ein Master-Knoten kann mehrere Slave-Knoten (oder keine Slave-Knoten) haben, ein Slave-Knoten kann jedoch nur einen Master-Knoten haben.

Funktion

1. Datenredundanz: Die Master-Slave-Replikation implementiert eine Hot-Sicherung von Daten, eine Datenredundanzmethode zusätzlich zur Persistenz.
2. Fehlerbehebung: Wenn auf dem Master-Knoten ein Problem auftritt, kann der Slave-Knoten Dienste bereitstellen, um eine schnelle Fehlerbeseitigung zu erreichen.
3. Der Grundstein der Hochverfügbarkeit (Cluster): Die Master-Slave-Replikation ist auch die Grundlage für die Implementierung von Sentinels und Clustern. Daher ist die Master-Slave-Replikation die Grundlage der Redis-Hochverfügbarkeit.
4. Lastausgleich: Basierend auf der Master-Slave-Replikation in Kombination mit der Trennung von Lesen und Schreiben kann der Master-Knoten Schreibdienste und die Slave-Knoten Lesedienste bereitstellen (d. h. beim Schreiben von Redis-Daten). Die Anwendung verbindet sich mit dem Master-Knoten und beim Lesen von Redis-Daten (Anwendungsverbindung mit Slave-Knoten), um die Serverlast zu teilen, insbesondere in Szenarien, in denen weniger geschrieben und mehr gelesen wird, kann die Aufteilung der Leselast durch mehrere Slave-Knoten die Parallelität erheblich erhöhen Redis-Server.

Auf unserer E-Commerce-Website finden Sie beispielsweise, dass ein Produkt nur einmal hochgeladen werden muss, es aber von Benutzern mehrmals angezeigt werden kann, also „Weniger schreiben und mehr lesen“. Wir können diese Situation nutzen. Master-Slave-Replikation trennt Lesen und Schreiben, reduziert den Druck auf den Server:

3. Erstellen Sie einen Master-Slave-Cluster

3.1. Vorbereitung

1. Kopieren Sie drei Konfigurationsdateien (ursprünglicher Name: redis.conf) und benennen Sie sie in redis79.conf, redis80.conf bzw. redis81.conf um.

2. Ändern Sie die Konfigurationsdatei.

(1) Ändern Sie redis79.conf. Ändern Sie die Portnummer.

port 6379

reee

Stellen Sie das ein Name der Protokolldatei

daemonize:yes

Legen Sie den Namen der Aufzeichnungsprozess-ID-Datei fest

logfile “6379.log"

Legen Sie den Namen der Protokolldatei fest Nummer

dbfilename dump6379.rdb

Auf die Ausführung im Hintergrund einstellen

port 6380

Einstellungen Zeichnen Sie den Namen der Prozess-ID-Datei auf

daemonize:yes

Legen Sie den Namen der Protokolldatei fest

pidfile /var/run/redis_6380.pid

Legen Sie den Namen der Datenbankdatei fest

logfile “6380.log"

Die Funktionen dieser Attribute sind wie folgt:

pid (Port-ID): aufgezeichnet Die ID des Prozesses und der Datei mit der Sperre. Verhindert, dass das Programm mehrmals gestartet wird. Protokolldatei: Speicherort der Protokolldatei löschenDatenbankdateiname: dumpxxx.file #persistenter Dateispeicherort

Port: die vom Prozess belegte Portnummer

3.2、搭建一主二从

启动Redis服务器

注意：默认情况下，每台Reids服务器都是主节点，而我们要搭建主从只需要在从机那本搭建即可。

现在分别启动redis79，redis80，redis81服务器。

redis-server redis79.conf 
redis-server redis80.conf
redis-server redis81.conf

使用以下命令，查看是否启动成功：

 ps -ef|grep redis

打开三个客户端窗口，分别对应操作三个Redis服务器。

输入命令：

注意要指定端口，才知道我们要打开哪一个Redis。

窗口一：

redis-cli -p 6379

窗口二：

redis-cli -p 6380

窗口三：

redis-cli -p 6381

设置主从关系

我们将redis79设置为主节点，而将redis80和redis81设置为从结点。

配置主机的IP地址和端口号，相当于想认其为自己的老大。

redis80:

#SLAVEOF IP地址  端口
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379
OK

redis81:

#SLAVEOF IP地址  端口
127.0.0.1:6381> slaveof 127.0.0.1 6379
OK

这个时候，我们在从机使用INFO命令就可以查看主从关系了：

info replication

而此时我们去主机redis79中使用同样的命令进行查看：

现在我们的一主二从的关系就成功搭建好了！

提示：如果要将从机变成主机，我们只需要在从机执行以下命令，即可让自己变为主机。

SLAVEOF no one

四、知识讲解

知识一

主机可以进行读写操作，而从机只能读操作。

注意：主机中的所有信息和数据，都会自动被从机保存。

主机：

127.0.0.1:6379> set key1 v1
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"v1"

从机：

127.0.0.1:6380> get key1  
"v1"
127.0.0.1:6380> set key2 v2    #进行写操作就会报错，提示从机只能进行读操作
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

知识二

主机如果宕机了，从机依旧可以读取到主机宕机前的数据，但仍然没有写操作，如果主机恢复过来了，从机依旧可以获取到主机写的数据。

（1）停止主机进程（演示主机宕机了）

停止进程的命令：

kill -9 pid #pid为redis进程号

（2）从机获取宕机前主机写入的数据

可以发现，能够顺利拿到，但仍然是无法进行写操作的。

（3）恢复主机

redis-server redis79.conf

（4）主机重新写入数据，从机获取最新数据。

主机写入数据：

127.0.0.1:6379> set k2 yixin
OK

从机读取最新数据：

127.0.0.1:6380> get k2
"yixin"

知识三

两种配置方式下的从机断开情况

a、命令行设置主从关系

从机断开了，其重新连接后变为主机，能拿到断开之前的数据，但拿不到主机新写入的值，如果重新设置主从关系，就可以拿到主机全部的数据了。

（1）停止从机进程。

（2）主机写入新数据。

127.0.0.1:6379> set k3 new
OK

（3）重新启动从机服务器。

redis-server redis80.conf

（4）尝试获取从机宕机前主机写入的数据，发现可以拿到。

127.0.0.1:6380> get k1
"v1"

（5）尝试获取从机宕机期间主机写入的数据，发现无法拿到了。

127.0.0.1:6380> get k3
(nil)

此次我们可以进行查看主从关系，由于是命令行配置的，所以重启之后又变回主机了。

127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0

（6）如果要拿到主机的所有数据，只要执行以下命令重新配置主从关系就可以了。

slaveof 127.0.0.1 6379

b、配置文件设置的主从关系

从机断开后，重新连接，也是可以拿到主机的全部数据的。

（1）修改配置文件redis80.conf,添加主从关系。

#指定主机的ip与port
slaveof 127.0.0.1 6379

（2）主机添加新数据

127.0.0.1:6379> set k5 hello
OK

（3）重新启动redis80服务器。

redis-server redis80.conf

（4）获取从机宕机期间主机新写入的数据，发现现在可以顺利拿到了。

127.0.0.1:6380> get k5
"hello"

我们来查看6380的主从关系，可以发现在重启的时候就已经设置好主从关系了。

五、复制原理

（1）Slave 启动成功连接到 Master 后会发送一个sync同步命令

（2）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。

（3）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。

（4）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。

注意：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。

六、主从模式的优缺点

优点

（1）同一个Master可以同步多个Slaves。
（2）Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求，这样可以有效的分载Master的同步压力。因此我们可以将Redis的Replication架构视为图结构。
（3）Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间，客户端仍然可以提交查询或修改请求。
（4）Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间，如果有客户端提交查询请求，Redis则返回同步之前的数据。
（5）为了分载Master的读操作压力，Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务，写服务仍然必须由Master来完成。即便如此，系统的伸缩性还是得到了很大的提高。
（6）Master可以将数据保存操作交给Slaves完成，从而避免了在Master中要有独立的进程来完成此操作。
（7）支持主从复制，主机会自动将数据同步到从机，可以进行读写分离。

缺点

（1） Redis 主从模式不具备自动容错和恢复功能，如果主节点宕机，Redis 集群将无法工作，此时需要人为干预，将从节点提升为主节点。
（2） 如果主机宕机前有一部分数据未能及时同步到从机，即使切换主机后也会造成数据不一致的问题，从而降低了系统的可用性。
（3） 因为只有一个主节点，所以其写入能力和存储能力都受到一定程度地限制。
（4） 在进行数据全量同步时，若同步的数据量较大可能会造卡顿的现象。

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