redis主從複製詳解

本章介紹Redis的一個強大功能--主從複製。一台master主機可以擁有多台slave從機。而一台slave從機又可以擁有多個slave從機。如此下去，形成強大的多層伺服器叢集架構（高擴充）。可以避免Redis單點故障，達到容災復原效果（高可用）。讀寫分離的架構，滿足讀多寫少的並發應用場景。推薦：redis影片教學

主從複製的作用

主從複製，讀寫分離，容災恢復。一台主機負責寫入數據，多台從機負責備份資料。在高並發的場景下，即便是主機掛了，可以用從機取代主機繼續運作，避免單點故障導致系統效能問題。讀寫分離，讓讀多寫少的應用效能更佳。

主從複製架構

At the base of Redis replication there is a very simple to use and configure master-slave replication that allows slave Redis servers to be exact copies of master servers.

確實是簡單的，一個指令： slaveof 主機ip 主機port ，就可以確定主從關係；一個指令：./redis-sentinel sentinel.conf ，就可以開啟哨兵監控。

搭建是簡單的，維護是痛苦的。在高並發場景下，會有很多想不到的問題出現。我們只有清楚複製的原理，熟悉主機，從機宕機後的變化。才能很好的跨過這些坑。下面的每一個步驟都是一個小的知識點，小的場景。每做完一個步驟，你就會收穫到知識。

架構圖：一主二僕一兵（也可以多主多僕多兵）

#搭建前的準備工作

因為窮，筆者選擇用一台伺服器模擬三台主機。和生產環境的差別只是ip位址和port埠不同。

第一步：將redis.conf 拷貝三份，名字分別是，redis6379.conf，redis6380.conf，redis6381.conf

第二步：修改三個檔案的port端口，pid檔名，日誌檔名，rdb檔名

第三步：分別開啟三個視窗模擬三台伺服器，開啟redis服務。

[root@itdragon bin]# cp redis.conf redis6379.conf
[root@itdragon bin]# cp redis.conf redis6380.conf
[root@itdragon bin]# cp redis.conf redis6381.conf
[root@itdragon bin]# vim redis6379.conf
logfile "6379.log"
dbfilename dump_6379.rdb
[root@itdragon bin]# vim redis6380.conf
pidfile /var/run/redis_6380.pid
port 6380
logfile "6380.log"
dbfilename dump_6380.rdb
[root@itdragon bin]# vim redis6381.conf
port 6381
pidfile /var/run/redis_6381.pid
logfile "6381.log"
dbfilename dump_6381.rdb
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6379.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> keys *
(empty list or set)
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6380.conf 
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380
127.0.0.1:6380> keys *
(empty list or set)
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6381.conf 
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6381
127.0.0.1:6381> keys *
(empty list or set)

主從複製建置步驟

#基礎建置

第一步：查詢主從複製訊息，分別選擇三個端口，執行命令：info replication。

# 6379 端口
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6379.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......

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

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......

三個連接埠都列印相同的資訊：role:master 角色是master，connected_slaves:0 連接從機數量為零。了解更多參數含義可訪問連接：http://redisdoc.com/server/info.html

第二步：選擇6379端口，執行命令：set k1 v1

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK

第三步：設定主從關係，分別選擇6380端口和6381端口，執行命令：SLAVEOF 127.0.0.1 6379

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......

# 6379 端口
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=98,lag=1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=98,lag=1
......

主從關係發生了變化：

6380端口和6381端口打印的資訊： role:slave 從機；master_host:127.0.0.1 主機的ip位址；master_port:6379 主機的port 連接埠。

6379 連接埠列印的資訊： role:master 主機；connected_slaves:2 連了兩個從機；slaveX : ID、IP 位址、連接埠號碼、連線狀態、從庫資訊

第四步：全量複製，分別選擇6380端口和6381端口，執行命令：get k1

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> get k1
"v1"

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> get k1
"v1"

兩個端口都可以打印k1的值，說明在建立主從關係時，從機便擁有了主機的數據。

第五步：增量複製，選擇6379端口，執行指令：set k2 v2。然後分別選擇6380端口和6381端口，執行指令：get k2

# 6379 端口
127.0.0.1:6379> set k2 v2
OK

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> get k2
"v2"

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> get k2
"v2"

兩個端口都可以列印k2的值，說明建立主從關係後，主機新增的資料都會複製給從機。

第六步：主從的讀寫分離，選擇6380端口，執行命令：set k3 v3

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> set k3 v3
(error) READONLY You can't write against a read only slave.

# 6379 端口
127.0.0.1:6379> set k3 v3
OK

從機6380寫入失敗，是因為讀寫分離的機制。

第七步：主機宕機的情況，選擇6379端口，執行命令：shutdown

# 6379 端口
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected> QUIT

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......

從打印的結果得知：從機原地待命

第八步驟：主機宕機後恢復，選擇6379端口，重啟Redis服務，執行指令：set k4 v4。分別選擇6380端口和6381端口，執行指令：get k4

# 6379 端口
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6379.conf 
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> set k4 v4
OK

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> get k4
"v4"

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> get k4
"v4"

主機重啟後，一切正常。

第九步：從機宕機後恢復，選擇6380端口，執行命令：shutdown。選擇6379端口，執行指令：set k5 v5。選擇6380端口，重啟Redis服務後執行命令：get k5

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> SHUTDOWN
not connected> QUIT
[root@itdragon bin]# ./redis-server redis6380.conf
[root@itdragon bin]# ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......
127.0.0.1:6380> get k5
"v5"

# 6379 端口
127.0.0.1:6379> set k5 v5
OK

从机宕机后，一切正常。笔者用的是redis.4.0.2版本的。看过其他教程，从机宕机恢复后，只能同步主机新增数据，也就是k5是没有值的，可是笔者反复试过，均有值。留着备忘！

第十步：去中性化思想，选择6380端口，执行命令：SLAVEOF 127.0.0.1 6381。选择6381端口，执行命令：info replication

# 6380 端口
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6381
OK

# 6381 端口
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=1677,lag=1
......

虽然6381 是6380的主机，是6379的从机。在Redis眼中，6381依旧是从机。一台主机配多台从机，一台从机在配多台从机，从而实现了庞大的集群架构。同时也减轻了一台主机的压力，缺点是增加了服务器间的延迟。

从机上位 

模拟主机宕机，人为手动怂恿从机上位的场景。先将三个端口恢复成6379是主机，6380和6381是从机的架构。

从机上位步骤：

第一步：模拟主机宕机，选择6379端口，执行命令：shutdown

第二步：断开主从关系，选择6380端口，执行命令：SLAVEOF no one

第三步：重新搭建主从，选择6381端口，执行命令：info replication，SLAVEOF 127.0.0.1 6380

第四步：之前主机恢复，选择6379端口，重启Redis服务，执行命令：info replication

在6379主机宕机后，6380从机断开主从关系，6381开始还在原地待命，后来投靠6380主机后，6379主机回来了当它已是孤寡老人，空头司令。

# 6379端口

127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected> QUIT

# 6380端口
127.0.0.1:6380> SLAVEOF no one
OK
127.0.0.1:6380> set k6 v6
OK

# 6381端口
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......
127.0.0.1:6381> SLAVEOF 127.0.0.1 6380
OK
127.0.0.1:6381> get k6
"v6"

哨兵监控 

从机上位是需要人为控制，在生产环境中是不可取的，不可能有人实时盯着它，也不可能大半夜起床重新搭建主从关系。在这样的需求促使下，哨兵模式来了！！！

哨兵有三大任务：

1 监控：哨兵会不断地检查你的Master和Slave是否运作正常

2 提醒：当被监控的某个Redis出现问题时, 哨兵可以通过API向管理员或者其他应用程序发送通知

3 故障迁移：若一台主机出现问题时，哨兵会自动将该主机下的某一个从机设置为新的主机，并让其他从机和新主机建立主从关系。

哨兵搭建步骤：

第一步：新开一个窗口，取名sentinel，方便观察哨兵日志信息

第二步：创建sentinel.conf文件，也可以从redis的解压文件夹中拷贝一份。

第三步：设置监控的主机和上位的规则，编辑sentinel.conf，输入 sentinel monitor itdragon-redis 127.0.0.1 6379 1 保存退出。解说：指定监控主机的ip地址，port端口，得票数。

第四步：前端启动哨兵，执行命令：./redis-sentinel sentinel.conf。

第五步：模拟主机宕机，选择6379窗口，执行命令：shutdown。

第六步：等待从机投票，在sentinel窗口中查看打印信息。

第七步：启动6379服务器，

语法结构：sentinel monitor 自定义数据库名 主机ip 主机port 得票数

若从机得票数大于设置值，则成为新的主机。若之前的主机恢复后，

如果哨兵也宕机了？？？那就多配几个哨兵并且相互监控。

# sentinel窗口
[root@itdragon bin]# vim sentinel.conf
sentinel monitor itdragon-redis 127.0.0.1 6379 1
[root@itdragon bin]# ./redis-sentinel sentinel.conf
......
21401:X 29 Nov 15:39:15.052 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ itdragon-redis 127.0.0.1 6380
21401:X 29 Nov 15:39:15.052 * +slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ itdragon-redis 127.0.0.1 6380
21401:X 29 Nov 15:39:45.081 # +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ itdragon-redis 127.0.0.1 6380

21401:X 29 Nov 16:40:52.055 # -sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ itdragon-redis 127.0.0.1 6380
21401:X 29 Nov 16:41:02.028 * +convert-to-slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ itdragon-redis 127.0.0.1 6380
......

# 6379端口
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected> QUIT

# 6380端口
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=72590,lag=0
......

# 6381端口
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6380
......

+slave ：一个新的从服务器已经被 Sentinel 识别并关联。

+sdown ：给定的实例现在处于主观下线状态。

-sdown ：给定的实例已经不再处于主观下线状态。

主从复制的原理

全量复制

实现原理：建立主从关系时，从机会给主机发送sync命令，主机接收命令，后台启动的存盘进程，同时收集所有用于修改命令，传送给从机。

增量复制

实现原理：主机会继续将新收集到的修改命令依次传给从机，实现数据的同步效果。

主从复制的缺点

Redis的主从复制最大的缺点就是延迟，主机负责写，从机负责备份，这个过程有一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重，从机器数量的增加也会使这个问题更加严重。

總結

1 查看主從複製關係指令：info replication

2 設定主從關係指令：slaveof 主機ip 主機port

# 3 開啟哨兵模式指令：./redis-sentinel sentinel.conf

4 主從複製原則：開始是全量賦值，之後是增量賦值

5 哨兵模式三大任務：監控，提醒，自動故障遷移

更多redis知識請關注redis資料庫教學欄位。

以上是redis主從複製詳解的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！