# Redis 入门到精通（九）-- 主从复制（1）

news2024/12/23 4:24:03

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。

60-多台服务器连接方案.png

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

61-高可用集群.png

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：

62-主从复制的三个阶段.png

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！

63-建立连接阶段工作流程图.png

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>

64-搭建主从结构-1.png

64-搭建主从结构-2.png

65-搭建主从结构-1.png

66-搭建主从结构-1.png

67-info.png

68-slaveof-no-one.png

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！

69-数据同步阶段工作流程.png

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。

上一节关联链接请点击：
# Redis 入门到精通（八）-- 服务器配置-redis.conf配置与高级数据类型

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