Redis篇之主从复制及哨兵模式

news2025/1/19 18:47:37

主从复制及哨兵模式

1、概念

主从复制：

是指将一台 Redis 服务器的数据，复制到其他的 Redis 服务器。前者称为主节点（Master/Leader）,后者称为从节点（Slave/Follower）， 数据的复制是单向的，只能由主节点复制到从节点（主节点以写为主、从节点只读）—— 读写分离。

默认情况下，每个Redis服务都是以Master角色启动，一个主节点可以有>=0个从节点，但是每个从节点只会有一个主节点。

架构图如下：

请添加图片描述

2、为什么要用主从复制

  1. 数据冗余：主从复制实现了数据的热备份，是持久化之外的一种数据冗余的方式。
  2. 故障恢复：当主节点故障时，从节点可以暂时替代主节点提供服务，是一种服务冗余的方式
  3. 负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，由主节点进行写操作，从节点进行读操作，分担务器的负载；尤其是在多读少写的场景下，通过多个从节点分担负载，提高并发量。
  4. 高可用（集群）基石：主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础。

3、环境配置

Redis中有一个命令可以查看当前库信息：info replication

127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master # 当前库角色：master主节点
connected_slaves:0 # 从节点个数
master_replid:70a2687320104ee8f8845acd2e0312e6597a425f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0
127.0.0.1:6379>

注：本例配置为一主二从

3.1、首先到我们redis.conf文件所在路径，复制多个出来，为了便于区分，可以携带端口进行命名

请添加图片描述

3.2、修改每个配置文件

# 1. 修改端口号,每个配置文件需要是一个独立且未被占用的端口
port 6379

# 2. 开启守护进程模式运行，默认是no
daemonize yes

# 3. 修改pid文件名
pidfile "/var/run/redis_6379.pid"

# 4.log文件名，如果出现问题便于查询日志
logfile "../logs/6379.log"

# 5. dump.rdb文件名，存储内存中的快照
dbfilename "dump_6379.rdb"

# 6. dump文件的目录
dir "/home/base/redis-6.0.7/dump"

#其他两个文件按照这个配置依次修改即可

3.3、启动redis

[root@template src]# ./redis-server ../conf/redis-6379.conf 
[root@template src]# ./redis-server ../conf/redis-6380.conf 
[root@template src]# ./redis-server ../conf/redis-6381.conf 
[root@template src]# ps -ef|grep redis #查看服务
root     15191     1  0 14:45 ?        00:00:00 ./redis-server *:6379
root     15198     1  0 14:45 ?        00:00:00 ./redis-server *:6380
root     15207     1  0 14:45 ?        00:00:00 ./redis-server *:6381
root     15217 14879  0 14:46 pts/0    00:00:00 grep --color=auto redis

3.4、配置一主二从

注意，上文提到默认情况下，单个redis服务默认以master角色启动，所以我们只需要配置从机即可。

第一种方式：命令寻主

在两台从机进行连接后，进行认主：

[root@template src]# ./redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379 # 绑定主机为本机的6379服务
OK
127.0.0.1:6380> INFO replication # 查看当前库信息
# Replication
role:slave # 角色为从机
master_host:127.0.0.1 # 主机的ip
master_port:6379 # 主机端口号
master_link_status:down
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:1
master_link_down_since_seconds:1681283474
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:826f635d3d7f3aaa12990efe9f52885f19759ffc
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

同样的步骤操作6381端口的redis即可，此处不再贴命令。

在主机中查看信息：

127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2 # 从机数量：2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=56,lag=0 # 从机1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=56,lag=0 # 从机2
master_replid:e9f03b8ed7269a557d899281999c5b8617b87ec1
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

注意：命令寻主方式还有一个问题，如果主机是设置了密码的，需要在从机的配置文件中的# masterauth <master-password>去掉#并且设置好自己的密码，否则主机是查看主机信息时会发现connected_slaves:0

第二种方式：配置文件寻主

命令寻主存在一个问题，那就是这种主从关系是暂时的，也就是说在重启服务之后主从关系就会丢失。所以在正式的开发中，都是在配置文件中指定主机的。

具体位置如下：

请添加图片描述

这样配置之后，从机重启时会自动寻主。

3.5、验证

主机命令：

127.0.0.1:6379> set name zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> set age 20
OK
127.0.0.1:6379> KEYS *
1) "name"
2) "age"
127.0.0.1:6379>

从机命令：

# 6380
127.0.0.1:6380> KEYS *
1) "name"
2) "age"
127.0.0.1:6380> get name
"zhangsan"

# 6381
127.0.0.1:6381> KEYS *
1) "name"
2) "age"
127.0.0.1:6381> get age
"20"

可以发现，两台从机都是可以读取到主机写入的数据的

那么这时就有一个问题，我们能不能用从机写数据，主机读数据？

127.0.0.1:6381> SET class 5
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

不难发现，从机是不能进行写入操作的，其实配置文件中对此也有相关说明：官方解释是为了保证只读从机的安全性，具体如下：

请添加图片描述

在默认情况下，主机断电或者宕机后，从机的角色并不会发生变化，此时只能对数据库做读操作。直到主机恢复后，又会重新进行连接，恢复写操作。

那么此时就出现了一个新的问题，能不能在主机断电或者宕机的情况下，从机之间出现一个挑大梁的，担任起主机的角色，从而保证写操作的正常呢？

答案是有的，其实有两种方法可以达到此目的。

1、自我举荐

2、自动选举

什么叫自我举荐，就是我可以通过在从机上跑命令来任命当前从机为主机

# 6379
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN save # 断开主机
not connected> exit


# 6380
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down # 发现此时主机的状态是down，掉线状态
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:2316
master_link_down_since_seconds:55
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:e9f03b8ed7269a557d899281999c5b8617b87ec1
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:2316
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:2316
127.0.0.1:6380> SLAVEOF no one # 设置此从机为新的主机
OK
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:master # 角色成为了master
connected_slaves:0
master_replid:4413ca55dd34deb7deff01191b7c48f1806b398c
master_replid2:e9f03b8ed7269a557d899281999c5b8617b87ec1
master_repl_offset:2316
second_repl_offset:2317
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:2316

但是这种方式相对笨重，将6380变为主机之后，我们还需要手动操作6381认6380为主

所以此时就出现了一种更为高级的方式：自我选举，也就是大名鼎鼎的哨兵模式

4、哨兵模式（重点）

哨兵模式(Sentinel)：可以理解为是一个监控，开启后哨兵会一直巡逻监视各个节点的情况，当master节点挂掉的时候，会从存活的从机中通过投票选举的方式选出一个从机成为新的master

单哨兵模式

请添加图片描述

哨兵的作用：

  • 通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。
  • 当哨兵监测到master宕机，会自动将slave切换成master，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题(比如哨兵挂了)，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。 各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。

多哨兵模式

请添加图片描述

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一 定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover[故障转移]操作。 切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。

配置哨兵

1、配置哨兵配置文件：sentinel.conf

sentinel monitor myRedis 127.0.0.1 6379 1
# myRedis表示hostname，你可以自己随意取名
# 最后的数字1表示当主机挂了之后，在从机中进行投票选主，票数大于1的晋升为主机

daemonize yes #设置为守护进程模式，为了更好的看哨兵的效果，可以先注释以观察投票选主的过程

2、启动哨兵

[root@template src]# ./redis-sentinel ../conf/sentinel.conf 
[root@template src]# ps -ef|grep redis
root      9941     1  0 16:58 ?        00:00:01 ./redis-server *:6379
root     10015     1  0 16:58 ?        00:00:01 ./redis-server *:6380
root     10042     1  0 16:58 ?        00:00:01 ./redis-server *:6381
root     14274  3592  0 17:02 pts/2    00:00:00 ./redis-cli -p 6379
root     15412     1  0 17:27 ?        00:00:00 ./redis-sentinel *:26379 [sentinel]
root     15418  4006  0 17:28 pts/4    00:00:00 grep --color=auto redis

3、测试

按照一主二从启动79/80/81，查看状态

断开79，查看80/81的状态，会发现主机变成了80/81其中的一台，并且另一台成为了新主机的从机

哨兵模式的优缺点

优点：

  1. 哨兵集群，基于主从复制模式，所有主从复制的优点，它都有
  2. 主从可以切换，故障可以转移，系统的可用性更好
  3. 哨兵模式是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮

缺点：

  1. Redis不好在线扩容，集群容量一旦达到上限，在线扩容就十分麻烦
    byte_offset:1
    repl_backlog_histlen:2316

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