Redis集群詳解之主從模式

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，

########################################################## ##減緩伺服器的壓力######：############

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

redis81.conf

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

##

dbfilename dump6381.rdb

這幾個屬性的功能如下：

#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。

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。

輸入指令：

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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