Redis05-進階-主從

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Redis05-進階-主從

1、搭建主從架構

（1）概述
  • 單節點Redis的并發能力是有上限的，要進一步提高Redis的并發能力，就需要搭建主從集群，實現讀寫分離。

（2）集群概況
  • 我們搭建的主從集群共包含三個節點，一個主節點，兩個從節點。操作系統是 CentOS7.9。
  • 這里我們會在同一臺虛擬機中開啟3個redis實例，模擬主從集群，信息如下:
IP配置文件路徑PORT角色
192.168.119.171/etc/redis/7001/redis.conf7001master
192.168.119.171/etc/redis/7002/redis.conf7002slave
192.168.119.171/etc/redis/7003/redis.conf7003slave
（3）準備實例配置
  • **創建目錄：**要在同一臺虛擬機開啟3個實例，必須準備三份不同的配置文件和目錄，配置文件所在目錄也就是工作目錄。我們創建三個文件夾，名字分別叫7001、7002、7003。
# 進入/tmp目錄
cd /etc/redis/
# 創建目錄
mkdir 7001 7002 7003
  • 配置文件/etc/redis/7001/redis.conf 配置如下，這個是 master 節點的配置
# 允許所有 IP 連接
bind 0.0.0.0# 關閉保護模式 
protected-mode no# 以守護進程啟動
daemonize yes# 開啟RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 關閉AOF
appendonly no# redis實例的聲明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7001
port 7001
# rdb文件存儲路徑改成當前路徑
dir /etc/redis/7001/
  • 配置文件/etc/redis/7002/redis.conf 配置如下，這個是 slave 節點的配置
# 允許所有 IP 連接
bind 0.0.0.0# 關閉保護模式 
protected-mode no# 以守護進程啟動
daemonize yes# 開啟RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 關閉AOF
appendonly no# redis實例的聲明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7002
port 7002
# rdb文件存儲路徑改成當前路徑
dir /etc/redis/7002/# 開啟主從關系
slaveof 192.168.119.171 7001
  • 配置文件/etc/redis/7003/redis.conf 配置如下，這個是 slave 節點的配置
# 允許所有 IP 連接
bind 0.0.0.0# 關閉保護模式 
protected-mode no# 以守護進程啟動
daemonize yes# 開啟RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 關閉AOF
appendonly no# redis實例的聲明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7003
port 7003
# rdb文件存儲路徑改成當前路徑
dir /etc/redis/7003/# 開啟主從關系
slaveof 192.168.119.171 7001
  • 配置說明：
    • **持久化配置：**持久化模式改為默認的RDB模式，AOF保持關閉狀態。
    • 修改**bind**** 參數：** bind 0.0.0.0 允許所有 IP 連接。
    • **修改實例的聲明IP：**虛擬機本身有多個IP，為了避免混亂，我們需要指定每一個實例的 IP 信息。
    • **修改每個實例的端口、工作目錄：**修改每個文件夾內的配置文件，將端口分別修改為7001、7002、7003，將rdb文件保存位置都修改為自己所在目錄。
    • **為每個slave 節點開啟主從關系：**slaveof 192.168.119.171 7001
（4）啟動實例
  • 防止端口的問題，先將防火墻關閉
# 關閉防火墻
sudo systemctl stop firewalld
# 關閉防火墻開機啟動
sudo systemctl disable firewalld
  • 我們打開3個ssh窗口，分別啟動3個redis實例，啟動命令：
# 第1個
redis-server /etc/redis/7001/redis.conf
# 第2個
redis-server /etc/redis/7002/redis.conf
# 第3個
redis-server /etc/redis/7003/redis.conf
  • 如果要一鍵停止，可以運行下面命令：
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
（5）開啟主從關系
  • 要配置主從可以使用replicaof 或者slaveof（5.0以前）命令。
  • 有臨時和永久兩種模式：
    • 永久：修改配置文件，在redis.conf中添加一行配置：slaveof <masterip> <masterport>。
    • 臨時：使用redis-cli客戶端連接到redis服務，執行slaveof命令（重啟后失效）。
    • 注意：在5.0以后新增命令replicaof，與salveof效果一致。
  • 上面已經用配置文件實現了主從關系，現在演示命令方式。
# 連接 7002
redis-cli -p 7002
# 執行slaveof
slaveof 192.168.119.171 7001# 連接 7003
redis-cli -p 7003
# 執行slaveof
slaveof 192.168.119.171 7001# 連接 7001
redis-cli -p 7001
# 查看狀態
info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.119.171,port=7002,state=online,offset=56,lag=1
slave1:ip=192.168.119.171,port=7003,state=online,offset=56,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:9416e12727f8b889f6293c3eedcb9f07de1670d6
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:56
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:56
（6）測試
  • 利用redis-cli連接7001，執行set num 123
  • 利用redis-cli連接7002，執行get num，再執行set num 666
127.0.0.1:7002> get num
"123"
127.0.0.1:7002> set num 666
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
  • 利用redis-cli連接7003，執行get num，再執行set num 888
127.0.0.1:7003> get num
"123"
127.0.0.1:7003> set num 888
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
  • 可以發現，只有在7001這個master節點上可以執行寫操作，7002和7003這兩個slave節點只能執行讀操作。
（7）設置開機啟動
  • 為了使 Redis 在系統啟動時自動運行，可以創建一個 systemd 服務文件：
# master節點服務文件
vi /etc/systemd/system/redismaster.service[Unit]
Description=redismaster
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7001/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 保存并退出后，重新加載 systemd 配置：
systemctl daemon-reload
  • 可以用下面這組命令來操作redis：
# 啟動
systemctl start redismaster
# 停止
systemctl stop redismaster
# 重啟
systemctl restart redismaster
# 查看狀態
systemctl status redismaster
# 開機自啟
systemctl enable redismaster
  • 同樣配置 redisslave01 節點
# slave01節點服務文件
vi /etc/systemd/system/redisslave01.service[Unit]
Description=redisslave01
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7002/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 同樣配置 redisslave02 節點
# slave02節點服務文件
vi /etc/systemd/system/redisslave02.service[Unit]
Description=redisslave02
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7003/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target

2、數據同步原理

（1）主從第一次執行全量同步
  • slave節點請求增量同步
  • master節點判斷replid，發現不一致，拒絕增量同步
  • master將完整內存數據生成RDB，發送RDB到slave
  • slave清空本地數據，加載master的RDB
  • master將RDB期間的命令記錄在repl_baklog，并持續將log中的命令發送給slave
  • slave執行接收到的命令，保持與master之間的同步

（2）如何判斷是第一次同步數據
  • Replication Id：簡稱replid，是數據集的標記，id一致則說明是同一數據集。每一個master都有唯一的replid，slave則會繼承master節點的replid
  • offset：偏移量，隨著記錄在repl_baklog中的數據增多而逐漸增大。slave完成同步時也會記錄當前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset，說明slave數據落后于master，需要更新。
  • 因此slave做數據同步，必須向master聲明自己的replication id 和offset，master才可以判斷到底需要同步哪些數據。
（3）slave重啟后執行增量同步

  • repl_baklog大小有上限，寫滿后會覆蓋最早的數據。如果slave斷開時間過久，導致尚未備份的數據被覆蓋，則無法基于log做增量同步，只能再次全量同步。
（4）主從集群優化
  • 在master中配置repl-diskless-sync yes啟用無磁盤復制，避免全量同步時的磁盤IO。
  • Redis單節點上的內存占用不要太大，減少RDB導致的過多磁盤IO
  • 適當提高repl_baklog的大小，發現slave宕機時盡快實現故障恢復，盡可能避免全量同步
  • 限制一個master上的slave節點數量，如果實在是太多slave，則可以采用主-從-從鏈式結構，減少master壓力

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