Redis 入门到精通（九）-- 主从复制（1）

一、redis 主从复制 – 主从复制简介

1、互联网“三高”架构

• 高并发
• 高性能
• 高可用

2、你的“Redis”是否高可用？

1）单机 redis 的风险与问题

• 问题1.机器故障
   现象：硬盘故障、系统崩溃
   本质：数据丢失，很可能对业务造成灾难性打击
   结论：基本上会放弃使用redis.

• 问题2.容量瓶颈
   现象：内存不足，从16G升级到64G，从64G升级到128G，无限升级内存
   本质：穷，硬件条件跟不上
   结论：放弃使用 redis

2）为了避免单点 Redis 服务器故障，准备多台服务器，互相连通。将数据复制多个副本保存在不同的服
务器上，连接在一起，并保证数据是同步的。即使有其中一台服务器宕机，其他服务器依然可以继续
提供服务，实现 Redis 的高可用，同时实现数据冗余备份。

3、多台服务器连接方案

1）提供数据方：master

• 主服务器，主节点，主库。
• 主客户端。

2）接收数据方：slave

• 从服务器，从节点，从库。
• 从客户端。

3）需要解决的问题：数据同步。

4）核心工作：master 的数据复制到 slave 中。

4、redis 主从复制

1）主从复制即将master中的数据即时、有效的复制到 slave 中。

2）特征：一个master可以拥有多个slave，一个slave只对应一个master

3）职责：

• master:
   写数据
   执行写操作时，将出现变化的数据自动同步到slave
   读数据（可忽略）
• slave:
   读数据
   写数据（禁止）。

二、redis 主从复制 – 主从复制的作用

1、高可用集群

2、主从复制的作用

1）读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力。 2）负载均衡：基于主从结构，配合读写分离，由slave分担master负载，并根据需求的变化，改变slave的数量，通过多个从节点分担数据读取负载，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量。
3）故障恢复：当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复。
4）数据冗余：实现数据热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式。
5）高可用基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用方案。

三、redis 主从复制 – 主从复制的三个阶段

1、主从复制过程大体可以分为3个阶段

1）建立连接阶段（即准备阶段）。
2）数据同步阶段。
3）命令传播阶段。

2、主从复制的三个阶段示例图：

四、redis 主从复制 – 工作流程（1）建立连接阶段

1、阶段一：建立连接阶段

建立 slave 到 master 的连接，使 master 能够识别 slave，并保存 slave 端口号。

2、建立连接阶段工作流程

步骤1：设置 master 的地址和端口，保存 master 信息。
步骤2：建立 socket 连接。
步骤3：发送 ping 命令（定时器任务）。
步骤4：身份验证。
步骤5：发送 slave 端口信息。
至此，主从连接成功！

3、建立连接后的状态：

1）slave：保存 master 的地址与端口。
2）master：保存 slave 的端口。
3）总体：之间创建了连接的 socket。

五、redis 主从复制 – 搭建主从结构

1、主从连接（slave 连接 master）:

1）方式一：客户端发送命令

slaveof <masterip> <masterport>

2）方式二：启动服务器参数

redis-server -slaveof <masterip> <masterport>

3）方式三：服务器配置

slaveof <masterip> <masterport>

4）slave 系统信息

• master_link_down_since_seconds
• masterhost
• masterport

5）master 系统信息

• slave_listening_port(多个)

2、主从断开连接：客户端发送命令

slaveof no one 

3、说明：

slave 断开连接后，不会删除已有数据，只是不再接受 master 发送的数据。

4、redis 实际操作演示–redis 搭建主从结构（打开2个服务端连接 6379-server 和 6380-server）

# 切换到 redis 安装目录 （6379-server 服务端）
cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/

# 查看 redis 服务是否后台启动成功：
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# ps -ef | grep redis-

# 杀死 redis 服务进程（如果已经启动 redis 服务，可以先停止服务，如：PID 1742）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# kill -s 9 1742

# 修改 conf/redis-6379.conf 配置文件，改为前台启动（关闭守护进程），注释日志记录。
vim conf/redis-6379.conf

# 保存以下内容即可：
port 6379
daemonize no
# logfile "6379.log"

# redis 持久化 -- RDB 相关配置
# data 目录为新建目录（设置存储.rdb文件的路径）
dir /usr/local/redis/redis-4.0.0/data

# 设置本地数据库文件名：
dbfilename dump-6379.rdb
# 设置存储至本地数据库时是否压缩数据
rdbcompression yes
# 设置是否进行 RDB 文件格式校验
rdbchecksum yes

# save配置（每10秒有2次数据变化就自动保存）
save 10 2

# 添加如下配置（AOF存储功能）
# 开启AOF持久化功能
appendonly yes
# AOF写数据策略（每次）
appendfsync always
# 设置文件名
appendfilename appendonly-6379.aof

# 绑定主机地址： 
bind 127.0.0.1

# 设置数据库数量： 
databases 16

# 修改 conf/redis-6380.conf 配置文件，改为前台启动（关闭守护进程），注释日志记录。
vim conf/redis-6380.conf

# 保底以下内容即可：
port 6380
daemonize no
# logfile "6380.log"
# data 目录为新建目录
dir /usr/local/redis/redis-4.0.0/data


# 指定配置文件，启动 redis 服务 （6379-server 服务端）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# redis-server conf/redis-6379.conf

# 指定配置文件，启动 redis 服务 （6380-server 服务端）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# redis-server conf/redis-6380.conf


# 方式二：启动服务器参数：先关闭 6380-server 服务端
redis-server conf/redis-6380.conf --slaveof 127.0.0.1 6379


# 方式三：服务器配置

# 修改 conf/redis-6380.conf 配置文件，添加 服务器配置。
vim conf/redis-6380.conf

# 保底以下内容即可：
port 6380
daemonize no
# logfile "6380.log"
# data 目录为新建目录
dir /usr/local/redis/redis-4.0.0/data
# 添加 服务器配置
slaveof 127.0.0.1 6379

# 指定配置文件，重新 启动 redis 服务 （6380-server 服务端）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# redis-server conf/redis-6380.conf

5、redis 实际操作演示–打开2个客户端连接（slave 客户端 和 master 客户端）

# 切换到 redis 安装目录 
root@WIN-20240529BJA:/home/djh# cd /usr/local/redis/redis-4.0.0/

# 指定端口号，启动 redis 客户端（slave 客户端）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> 

# 方式一：客户端发送命令：用 6380 客户端 连接 6379 客户端，
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379
OK

# 指定端口号（默认连接6379，可不写端口号），启动 redis 客户端（master 客户端）
root@WIN-20240529BJA:/usr/local/redis/redis-4.0.0# redis-cli
127.0.0.1:6379> 

# 创建数据（在 master 客户端）
127.0.0.1:6379> set name redis-master
OK

# 获取数据（slave 客户端），获取成功，说明同步成功。
127.0.0.1:6380> get name
"redis-master"

# 方式二：启动服务器参数：先关闭 6380-server 服务端，再带参数启动 6380-server 服务端，然后在客户端测试。

# 创建数据（在 master 客户端）
127.0.0.1:6379> set age 33
OK

# 获取数据（slave 客户端），获取成功，说明同步成功。
127.0.0.1:6380> get age
"33"

# 方式三：服务器配置：先关闭 6380-server 服务端，修改 配置文件 redis-6380.conf 重启服务 测试。

# 创建数据（在 master 客户端）
127.0.0.1:6379> set addr xian
OK

# 获取数据（slave 客户端），获取成功，说明同步成功。
127.0.0.1:6380> get addr
"xian"

# 查看 info 客户端 信息 （在 master 客户端）
127.0.0.1:6379> info 

# 查看 info 客户端 信息 （在 slave 客户端）
127.0.0.1:6380> info 

# 主从断开连接：客户端发送命令 slaveof no one 

#  断开连接（在 slave 客户端）
127.0.0.1:6380> slaveof no one
ok 
127.0.0.1:6380> 

# 创建新数据 （在 master 客户端）
127.0.0.1:6379> set name2 aaa666
ok 
127.0.0.1:6379> 

# 获取新数据 （在 slave 客户端）
127.0.0.1:6380> get name2 
(nil)
127.0.0.1:6380> 

6、授权访问

1） master 客户端发送命令设置密码

requirepass <password>

2） master 配置文件设置密码

config set requirepass <password>
config get requirepass

3）slave 客户端发送命令设置密码

auth <password>

4）slave 配置文件设置密码

masterauth <password>

5） slave 启动服务器设置密码

redis-server –a <password>

六、redis 主从复制 – 工作流程（2）数据同步阶段（简）

1、阶段二：数据同步阶段工作流程

• 在 slave 初次连接 master 后，复制 master 中的所有数据到 slave。
• 将 slave 的数据库状态更新成 master 当前的数据库状态。

2、数据同步阶段工作流程

步骤1：请求同步数据
步骤2：创建 RDB 同步数据
步骤3：恢复 RDB 同步数据
步骤4：请求部分同步数据
步骤5：恢复部分同步数据
至此，数据同步工作完成！

3、状态：

1）slave：具有 master 端全部数据，包含 RDB 过程接收的数据。
2）master：保存 slave 当前数据同步的位置。
3）总体：之间完成了数据克隆。

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