【进阶篇】Redis深入理解与实践指南(十)之Redis高可用之主从复制模式
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/Follwer)。在主从模式中，数据的复制是单向的，只能从主节点到从节点；Master以写为主，Slave以读为主。
默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。
主从复制的作用
主从复制的作用主要包括：
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方式。
2、故障恢复：当主节点出现问题时，可以从从节点提供服务，实现快速的故障恢复，实际上是一种服务冗余。
3、负载均衡：在主从复制的基础上，配置读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。
4、高可用(集群)基石：除了上述作用外，主从复制还有哨兵和集群能够实施的基础，因此说主从复制是Redis高可用的基础。
一般来说，要将Redis运用于工程项目中，只使用一台Redis是万万不能的（宕机），原因如下：
1、从结构上，单个Redis服务器会发生单点故障，并且一台服务器需要处理所有的请求负载，压力较大；
2、从容量上，单个Redis服务器内存容量有限，就算一台Redis服务器内存容量为256G，也不能将所有内存用作Redis存储内存；一般来说，单台Redis最大使用内存不应该超过20G。
电商网站的商品，一般都是一次上传，无数次浏览的，说专业点也就是“多读少写”。
对于这种场景，我们可以使用以下这种架构：
主从复制，读写分离！80%的情况下都是在进行读操作！减缓服务器压力，架构中经常使用！最低配置，一主二从（后面哨兵模式也是需要最少三台）。
只要在公司中，主从复制就是必须要使用的，因为在真实项目中不可能单机使用Redis！
环境配置
只配置从库，不用配置从库！
127.0.0.1:6379> info replication # 查看当前库的信息
# Replication
role:master # 角色 Master
connected_slaves:0 # 没有从机
master_replid:39467e79320af4a0a77b344fe8f2c146ef0ba406
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
复制3个配置文件，然后修改对应的配置信息！
1、端口
2、pid 名字
3、log 文件名字
4、dump.rdb 名字
修改完毕之后，启动我们的3个Redis服务器，可以通过进程信息查看！
一主二从
默认情况下，每台Redis服务器都是主节点。我们一般情况下只用配置从机就可以了！
# 在从机中查看
127.0.0.1:6380> auth 123456
OK
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379 # slave host 6379 找谁当自己的主机
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 当前角色是从机
master_host:127.0.0.1 # 可以看到主机的信息
master_port:6379
master_link_status:up # 主机链接状态：开启
master_last_io_seconds_ago:9
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:280
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:1a4e6e6874602fdfaba2939073741176c486ec08
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:280
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:280
# 在主机中查看
127.0.0.1:6380> auth 123456 # 先认证密码
OK
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2 # 多了从机的配置
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=476,lag=0
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=476,lag=1
master_replid:1a4e6e6874602fdfaba2939073741176c486ec08
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:476
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:476
如果两个都配置完了，就是有来两个从机的。
真实的主从配置应该在配置文件中配置，这样的话是永久的，我们这里使用的是命令，是暂时的（除非使用 config 命令 rewrite）！
**==注意：==**如果redis设置了密码，那么进行主从复制时会显示master_link_status:down，可以在salve的配置文件里指定（配主不配从）：在#### REPLICATION ####（可以用/REPLICATION快速查找，:nohl取消黄色显示）下面的两个属性即可：
# 切换主从节点命令
replication no one
# 配置主从复制主节点
replicaof 127.0.0.1 6379
# 配置主节点redis登录密码
masterauth 123456
配置完成后重启redis即可。
或者
直接用命令行操作redis**.conf文件
# 配置主节点密码
config set masterauth abc
# 配置从节点密码（主从节点密码必须保持一致）
config set requirepass abc
# 重写配置文件（下次连接生效）
config rewrite
细节
主机可以写，从机不能写只能读！主机中的所有信息和数据，都会自动被从机保存！
主机写：
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6379> set k1 v1 # 往主机里写入一个值k1
OK
从机只能读：
127.0.0.1:6381> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6381> keys * # 从机自动同步主机的内容
1) "k1"
127.0.0.1:6381> get k1
"v1"
127.0.0.1:6381> set k2 v2
(error) READONLY You can't write against a read only replica. # 系统提示从机不能写入内容
测试1：主机宕机恢复
测试1：主机宕机恢复后，从机是否能重新获取到主机写的数据
主机宕机之后，master_link_status:down主机状态为down，但
从机仍然为从节点（没有配置哨兵模式前，不会自动选举、投票出新的主节点），但是从机仍然能够读取之前同步的值
# 主节点：
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN # 模拟宕机情景
not connected> exit
[root@iZwz97gjh27h6busjtqk4jZ redis]#
# 从节点;
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down # 主节点链接状态为关闭
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:3412
master_link_down_since_seconds:50
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:1a4e6e6874602fdfaba2939073741176c486ec08
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:3412
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:3412
127.0.0.1:6380> get k1 # 成功读取到之前同步主节点的键的值
"v1"
主机重新连接后，从机还是能正常同步主机的数据（只不过在主机宕机的时候只能等待主机恢复才能进行数据的写操作）
# 主机：
[root@iZwz97gjh27h6busjtqk4jZ redis]# /usr/local/bin/redis/redis-server redis-conf/redis79.conf # 主机重新连接
[root@iZwz97gjh27h6busjtqk4jZ redis]# /usr/local/bin/redis/redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> auth 123456
OK
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> set k2 v2 # 设置一个新的值
OK
# 从机
127.0.0.1:6380> get k2 # 成功读取到新键的的值
"v2"
测试结果：主机宕机恢复后，从机仍然能读取到数据，但主机宕机期间从机不能获取主机新的数据
测试2：从机宕机恢复
测试2：从机宕机恢复后，从机是否能重新获取到主机写的数据
# 从节点：
127.0.0.1:6381> SHUTDOWN # 从节点模拟宕机
not connected> exit
[root@iZwz97gjh27h6busjtqk4jZ redis]#
# 主节点：
127.0.0.1:6379> info replication # 主节点查看状态信息
# Replication
role:master
connected_slaves:1 # 当前只有一台从机连接
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=1368,lag=0
master_replid:8bcb717135a5ac9ea44cc1e8a6af54413d12287a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:1368
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:1368
情况一：如果是使用命令行（不是config set 到配置文件中的）来配置的主从，这个时候如果重启了，就会变回主机（默认配置文件没有修改，因此配置是临时的）！
情况二：修改了配置文件，重启从机还是能够读取到主机新设置的键的值
# 主机：
127.0.0.1:6379> set k3 v3 # 设置新的键(k3)的值
OK
127.0.0.1:6379> get k3
"v3"
# 从机：
127.0.0.1:6381> auth 123456 # 鉴权
OK
127.0.0.1:6381> get k3 # 成功读取到主机新设置的k3的值
"v3"
127.0.0.1:6381> keys *
1) "k1"
2) "k3"
3) "k2"
测试结果：从机宕机恢复后，仍然能读取到主机的数据（重启配置文件即重新连接，并自动同步）；在此期间，宕机的主机不能读取到主机新的数据。
复制原理
Slave 启动成功连接到一个 master 后会发送一个**==sync==**（同步）命令
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的命令；在后台进程执行完毕之后，master将传送整个数据文集到 salve，并完成一个完全同步。
==全量复制==（一次同步）：Slave服务在接收到数据库文件后，将其存盘并加载到内存中。
==增量复制==（继续同步）：Master 继续将新的所有收集到的修改命令依次传给 salve，完成同步
测试3：链式主从复制
测试3：主节点与从节点呈链式分布（层层链路），即一台服务器既当从节点又当从节点
但是只要是重新连接master，一次完全同步（全量复制）将会被自动执行
# 从机6381：
127.0.0.1:6381> slaveof 127.0.0.1 6380 # 更换主节点，即设置6381端口的服务器主节点为6380的服务器
OK
127.0.0.1:6381> info replication # 查看新的主从节点信息
# Replication
role:slave # 角色为从机
master_host:127.0.0.1
master_port:6380 # 主机更换为了6380
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:9
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:7081
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:8bcb717135a5ac9ea44cc1e8a6af54413d12287a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:7081
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1313
repl_backlog_histlen:5769
# 主机：
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master # 角色为主机
connected_slaves:1 # 一台已连接的从机
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=7109,lag=1
master_replid:8bcb717135a5ac9ea44cc1e8a6af54413d12287a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:7109
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:7109
# 从机6380：
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 主角色仍然为从节点
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:2
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:7347
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:1 # 但是有一个已连接的从节点
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=7347,lag=1
master_replid:8bcb717135a5ac9ea44cc1e8a6af54413d12287a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:7347
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:7347
# 主节点
127.0.0.1:6379> set k6 v6 # 设置值
OK
# 从节点
127.0.0.1:6380> get k6 # 读取值
"v6"
127.0.0.1:6380> set k5 v5 # 不能进行数据的写入
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
优点：采用分级同步，减轻了主节点的压力；这里的链式垂直拆分，与 LVS 与 HAProxy架构的思想类似。
缺点：二级从节点宕机后，后面的所有从节点都无法读取到数据；多重同步，会造成数据存储缓慢，因此不适合设置过长的同步链。因此，仅供测试使用。
因为6380服务器的 role 仍然是slave，因此还是不能进行数据的写操作，只能读取数据（即使6379主节点服务器宕机后，6380服务器还是从机，不能进行数据的写入）。这个时候也能完成主从复制，好像是减轻了主节点的压力，实际上也是依靠主节点进行数据的同步。
手动切换主从节点
这种情况下是用于原主节点宕机，当前业务数据无法写入的情况（没有配置哨兵模式）
如果没有主节点了，这个时候能不能选举一个主节点出来呢？手动实现（sentinel 自动选举）
如果主机断开了连接，我们可以使用slaveof no one让自己变成主机，其他节点就可以手动连接到最新的这个主节点！
127.0.0.1:6379> auth 123456
127.0.0.1:6379> slaveof no one # 将从机切换为主机，单向的
OK
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_replid:24017e01ba7ddb7c86604bb455d322995d6209cf
master_replid2:27f3e03c4e0fbdc66a0814842dae024ed4c99deb
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
这个时候如果原来的主节点修复并恢复了连接，当前的主节点依然是通过选举出来的主节点而不是原来的主节点！
总结
1、主机可以读写，从机只能读；
2、当两个服务器均为主节点时，一个主节点不能拿到另一个主节点的数据；
3、只要主机变成了某一个主机的从机，数据就会立即同步回来。
欢迎点赞关注评论，感谢观看ヾ(◍°∇°◍)ﾉﾞ
转载自:https://juejin.cn/post/7133249458359238693