Redis集群詳解之主從模式
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- 2022-04-26 11:59:014734瀏覽
這篇文章為大家帶來了關於Redis的相關知識，其中主要介紹了關於集群的相關問題，詳細講一下主從模式的內容，包括了大家主從集群等等，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。
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一、為什麼需要叢集？
在我們的實際開發當中，只使用一台Redis運用於工程專案中是不可以的，原因如下：
（1）從結構上，單一Redis伺服器會發生單點故障，且一台伺服器需要處理所有的請求負載，壓力較大；
（2）從容量上，單一Redis伺服器記憶體容量有限，就算一台Redis伺服器記憶體容量為256G，也無法將所有記憶體用作Redis儲存內存，一般來說，單一Redis最大使用記憶體不應該超過20G。
（3）單一Redis伺服器的讀寫效能有限，利用叢集可以提升讀寫能力。
二、主從模式
介紹
#目前，Redis有三種群集模式，分別是：主從模式，哨兵模式，Cluster模式；主從模式是三種模式中最簡單的，在主從複製中，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/leader)，後者稱為從節點(slave/follower)。
注意：
#（1）資料的複製是單向的，只能由主節點到從節點。 Master以寫為主，Slave 以讀為主。
（2）預設情況下，每台Redis伺服器都是主節點;
（3）一個主節點可以有多個從節點(或沒有從節點)，但一個只能從節點有一個主節點。
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，實現快速的故障復原；實際上是一種服務的冗餘。
3、高可用（叢集）基石：主從複製或哨兵和叢集能夠實施的基礎，因此說主從複製是Redis高可用的基礎。
4、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。
例如在我們的電商網站可以發現，對於一個商品只需要上傳一次，但其卻能夠被用戶瀏覽多次，也就是「寫少讀多」這種情況，我們可以利用主從複製進行讀寫分離，
三、建構主從群集
3.1、準備工作
1、複製三個設定檔（原名： redis.conf），並分別重新命名為：redis79.conf，redis80.conf，redis81.conf。
2、修改設定檔
#（1）修改redis79. conf
修改連接埠號碼
#port 6379
##設定為背景執行
daemonize:yes
設定日誌檔案的名字#
logfile “6379.log"
設定db檔案名字
dbfilename dump6379.rdb
（2）修改redis80.conf
#修改連接埠號碼
port 6380
設定為後台運行#
daemonize:yes
設定記錄程序Id檔名#
pidfile /var/run/redis_6380.pid
設定日誌檔案的名字#
logfile “6380.log"
設定db檔名字
dbfilename dump6380.rdb
（3）修改
修改連接埠號碼port 6381
設定為後台運行#daemonize:yes
設定記錄程序Id檔名
pidfile /var/run/redis_6381.pid
設定日誌檔案的名字
#logfile “6381.log"
設定db檔案名稱
##
這幾個屬性的功能如下：dbfilename dump6381.rdb
#pid(port ID)：記錄了進程的ID，檔案帶有鎖。可以防止程式的多次啟動。 logfile：明確日誌檔案的位置dbfilename：dumpxxx.file #持久化檔案位置port：進程所佔用的連接埠號
3.2、建置一主二從
啟動Redis伺服器
注意：預設情況下，每台Reids伺服器都是主節點，而我們要搭建主從只需要在從機那本搭建即可。
現在分別啟動
redis79
，
redis80
，
redis81
伺服器。輸入指令：
redis-server redis79.conf redis-server redis80.conf redis-server redis81.conf使用以下命令，查看是否啟動成功：ps -ef|grep redis開啟三個客戶端窗口，分別對應操作三個Redis伺服器。
注意要指定端口，才知道我們要開啟哪一個Redis。
視窗一：
redis-cli -p 6379###視窗二：###
redis-cli -p 6380###視窗三：###
redis-cli -p 6381###設定主從關係##### ########我們將######redis79###設定為主節點###，而將######redis80###和###redis81###設定為從結點###。 ############配置主機的IP位址和連接埠號，相當於想認其為自己的老大。 ######### 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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