Redis主從複製介紹及原理詳解

redis是一個key-value儲存系統。和Memcached類似，它支援儲存的value類型相對較多，包括string(字串)、list(鍊錶)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（雜湊類型）。這些資料類型都支援push/pop、add/remove及取交集並集和差集及更豐富的操作，而且這些操作都是原子性的。在此基礎上，redis支援各種不同方式的排序。與memcached一樣，為了確保效率，資料都是快取在記憶體中。區別的是redis會週期性的把更新的資料寫入磁碟或把修改操作寫入追加的記錄文件，並且在此基礎上實現了master-slave(主從)同步。

概述

在現有企業中80%公司大部分使用的是redis 單機服務，在實際的場景當中單一節點的 redis 容易面臨風險。

面臨問題

1.機器故障。我們部署到一台 Redis 伺服器，當發生機器故障時，需要遷移到另外一台伺服器並且要確保資料是同步的。而數據是最重要的，如果你不在乎，基底本上也就不會使用 Redis 了。

2. 容量瓶頸。當我們有需求需要擴容 Redis 記憶體時，從 16G 的記憶體升到 64G，單機肯定是滿足不了。當然，你可以重新買一台 128G 的新機器。

解決方案

要實現分散式資料庫的更大的儲存容量和承受高並發存取量，我們會將原來集中式資料

庫的資料分別儲存到其他多個網路節點。

Redis 為了解決這個單一節點的問題，也會把資料複製多個副本部署到其他節點上進行複製，實現Redis 的高可用，實現對資料的冗餘備份，從而保證資料和服務的高可用。

主從複製

#什麼是主從複製

主從複製，是指將一台Redis 伺服器的數據，複製到其他的Redis 伺服器。前者稱為主節點(master)，後者稱為從節點(slave),資料的複製是單向的，只能由主節點到從節點。

預設情況下，每台Redis 伺服器都是主節點；且一個主節點可以有多個從節點(或沒有從節點)，但一個從節點只能有一個主節點。

主從複製的作用

#1. 資料冗餘：主從複製實現了資料的熱備份，是持久化之外的一種資料冗餘方式。

2. 故障復原：當主節點出現問題時，可以由從節點提供服務，實現快速的故障恢複；實際上是一種服務的冗餘。

3. 負載平衡：在主從複製的基礎上，配合讀寫分離，可以由主節點提供寫入服務，由從節點提供讀取服務（即寫Redis 資料時應用連接主節點，讀取Redis 資料時應用連接從節點），分擔伺服器負載；尤其是在寫入少讀多的場景下，透過多個從節點分擔讀取負載，可以大幅提高Redis 伺服器的並發量。

4. 讀寫分離：可用於實現讀寫分離，主庫寫、從庫讀，讀寫分離不僅可以提高伺服器的負載能力，同時可根據需求的變化，改變從庫的數量；

5. 高可用基石：除了上述作用以外，主從複製還是哨兵和集群能夠實施的基礎，因此說主從複製是Redis高可用的基礎。

主從複製啟用

從節點開啟主從複製，有3 種方式：

#1.設定檔： 在從伺服器的設定檔中加入： 

slaveof <masterip>
<masterport>

#2. 啟動指令： redis-server 啟動指令後加入 

#

--slaveof <masterip>
<masterport>

3. 客户端命令： Redis 服务器启动后，直接通过客户端执行命令：

slaveof
<masterip>
<masterport>

则该 Redis 实例成为从节点。

通过 info replication 命令可以看到复制的一些信息主从复制原理主从复制过程大体可以分为 3 个阶段：连接建立阶段（即准备阶段）、数据同步阶段、命令传播阶段。在从节点执行 slaveof 命令后，复制过程便开始运作，下面图示大概可以看到，从图中可以看出复制过程大致分为 6 个过程

主从配置之后的日志记录也可以看出这个流程

1）保存主节点（master）信息。

执行 slaveof 后 Redis 会打印如下日志：

2）从节点（slave）内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑，当定时任务发现存在新的主节点后，会尝试与该节点建立网络连接

从节点与主节点建立网络连接

从节点会建立一个 socket 套接字，从节点建立了一个端口为 51234 的套接字，专门用于接受主节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印如下日志：

如果从节点无法建立连接，定时任务会无限重试直到连接成功或者执行 slaveof noone 取消复制关于连接失败，可以在从节点执行 info replication 查看<span style="font-size: 14px; line-height: 1.76em;">master_link_down_since_seconds</span> 指标，它会记录与主节点连接失败的系统时间。从

节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志，方便发现问题：

# Error condition on socket for SYNC: {socket_error_reason}

3）发送 ping 命令。

连接建立成功后从节点发送 ping 请求进行首次通信，ping 请求主要目的如下：

·检测主从之间网络套接字是否可用。

·检测主节点当前是否可接受处理命令。

如果发送 ping 命令后，从节点没有收到主节点的 pong 回复或者超时，比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令，从节点会断开复制连接，下次定时任务会发起重连

从节点发送的 ping 命令成功返回，Redis 打印如下日志，并继续后续复制流程：

4）权限验证。如果主节点设置了 requirepass 参数，则需要密码验证，从节点必须配

置 masterauth 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证；如果验证失败复制将终

止，从节点重新发起复制流程。

5）同步数据集。主从复制连接正常通信后，对于首次建立复制的场景，主节点会把持

有的数据全部发送给从节点，这部分操作是耗时最长的步骤。

6）命令持续复制。当主节点把当前的数据同步给从节点后，便完成了复制的建立流程。

接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点，保证主从数据一致性。

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