Redis学习篇5_主从复制、哨兵模式、缓存穿透、击穿与雪崩

2021/7/6 2:30:13

编程Tag： 缓存 Redis 节点 repl master 主从复制 0.1 6379 127.0

本文主要是介绍Redis学习篇5_主从复制、哨兵模式、缓存穿透、击穿与雪崩，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

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目录

  • 主从复制
    • 环境配置
    • 举栗
    • 复制原理
    • 主从复制的另外一种链式结构
    • 链式结构下选主节点引出哨兵模式
  • 哨兵模式
    • 哨兵的作用
    • 测试举栗
    • 优缺点
    • 哨兵模式的全部配置
  • 缓存穿透、击穿与雪崩
    • 什么是缓存穿透及解决方案
    • 什么是缓存击穿及解决方案
    • 什么是缓存雪崩及解决方案

一、主从复制

什么是主从复制

  • 将一台Redis服务器的数据，复制到其他Redis服务器。前者称为主节点master，后者称为从节点slave，共同负载的提供服务
  • 数据的复制只能是单向的，只能从主节点到从节点，类似树的父、子节点，一个主节点可以有多个子节点货没有，一个子节点只能有一个父节点。
  • 主从复制和读写分离都是解决数据读的问题。

主从复制的作用

  • 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
  • 故障恢复：当主节点出现问题，从节点可以提供服务，实现快速的故障恢复
  • 负载均衡：在主从复制的基础上配合读写分离，可以由主节点提供写服务，由从节点提供读服务，分担服务器均衡，尤其是在读多写少的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以提高Redis服务器的并发量
  • 高可用基石：主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础

一般来说，真实项目环境中Redis都是多台的

  • 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。
  • 从容量上，单个Redis服务器内存容量有限。因此真实环境中都是Redis集群环境。

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1.环境配置

说明

  • 一般只用配置从节点，不用配置主节点，需要配置Redis集群。
  • 下面使用一台服务器开始3个端口的Redis服务模拟集群
  • info replication查看主从配置信息
  • 配置Redis集群 主从配置可以通过 命令行、文件两种方式配置。
2.举栗
1. 开启主节点服务，端口为6379
127.0.0.1:6379> info replication # 1. 查看主从复制的相关信息
# Replication
role:master # 角色为 主节点
connected_slaves:0 # 从节点数量
master_failover_state:no-failover
master_replid:262aa62577e042d3cf5a177e4738978b61cdf54a
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>
2. 复制多份配置文件，并修改配置
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ redis-config]# cp redis.conf redis6380.conf
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ redis-config]# cp redis.conf redis6381.conf
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ redis-config]# ls
redis6379.conf  redis6380.conf  redis6381.conf  redis.conf
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ redis-config]# 

# 6379端口的主节点配置文件修改内容
  logfile "6379.log"
  dbfilename dump6379.rdb

# 6380端口的从节点配置文件修改内容
  port 6380
  pidfile /var/run/redis_6380.pid
  logfile "6380.log"
  dbfilename dump6380.rdb
  
# 6381端口的从节点配置文件修改内容
  port 6381
  pidfile /var/run/redis_6381.pid
  logfile "6381.log"
  dbfilename dump6381.rdb
3. 使用对应配置文件启动测试
# 主节点6379
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-server ./redis-config/redis6379.conf 
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> 

# 6380、6381端口的也打开，打开之后出现log文件证明成功开启服务
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# ls
6379.log  6381.log  redis-benchmark  redis-check-rdb  redis-config    redis-server
6380.log  dump.rdb  redis-check-aof  redis-cli        redis-sentinel
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# 

# 查看进程
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# ps -ef | grep redis
root      5876  5554  0 16:13 pts/0    00:00:00 vim redis6379.conf
root      6186     1  0 16:27 ?        00:00:02 redis-server 127.0.0.1:6379
root      6191  5938  0 16:27 pts/4    00:00:00 redis-cli
root      6271     1  0 16:29 ?        00:00:02 redis-server 127.0.0.1:6380
root      6581     1  0 16:40 ?        00:00:00 redis-server 127.0.0.1:6381
root      6588  6317  0 16:41 pts/6    00:00:00 grep --color=auto redis
4. 命令行配置一主二从（主要是配置从节点，去找到主节点 slaveof 127.0.0.1 端口号）
# 默认情况下，开启的服务都是主节点
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:2233ccc60b5d8b3cac1686762352c4c224fa1a3c
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> 

# 6380
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:aec6b1b1ac65ec1030db5a040de2c80735e36160
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
127.0.0.1:6380> 

# 6381
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:4468e5aaba84fd369fb0d3dc1a6146bbe4b5c4f6
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
127.0.0.1:6381> 


# 6380从节点 寻找 主节点
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379 # 寻找主节点
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 当前角色
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:0
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:8b032abbed7a722dfcc9edb27961a4a3500bfe23
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:0
127.0.0.1:6380> 

# 6381 从节点 寻找 主节点
127.0.0.1:6381> slaveof 127.0.0.1 6379 # 配置 主节点
OK
127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave # 当前角色
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:112
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:8b032abbed7a722dfcc9edb27961a4a3500bfe23
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:112
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:113
repl_backlog_histlen:0
127.0.0.1:6381>
5. 配置文件配置一主二从（主要修改配置文件中的 replicationof masterip masterport）
6. 主节点查看从节点
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=252,lag=0 # 从节点1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=252,lag=0 # 从节点2
master_failover_state:no-failover
master_replid:8b032abbed7a722dfcc9edb27961a4a3500bfe23
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:252
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:252
127.0.0.1:6379>
7. 测试主节点保存数据、从节点读取数据（注意，从节点只能共享读 主节点的数据，不能写）
# 1. 主节点设置、读取数据
127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6379> set name xiaosi
OK
127.0.0.1:6379> get name
"xiaosi"
127.0.0.1:6379> 

# 2. 从节点读取数据，但是不能保存新数据

127.0.0.1:6380> keys *
(empty array)
127.0.0.1:6380> keys *
1) "name"
127.0.0.1:6380> get name # 从节点读取数据没问题
"xiaosi"
127.0.0.1:6380> set age 20 # 从节点保存新数据报错
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6380>
8. 测试主节点宕机情况
# 主节点宕机，从节点也能正常读取数据

127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 角色没有变
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down # 主节点状态
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:1444
master_link_down_since_seconds:18
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:8b032abbed7a722dfcc9edb27961a4a3500bfe23
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:1444
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:1444
127.0.0.1:6380> get name # 依旧能正常拿到数据
"xiaosi"
127.0.0.1:6380> 


# 恢复主节点之后，依然正常
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-cli 
127.0.0.1:6379> get name
"xiaosi"
127.0.0.1:6379> set age 20
OK
127.0.0.1:6379> get age
"20"
127.0.0.1:6379> 

# 从节点的读取也没问题
127.0.0.1:6380> get age
"20"
127.0.0.1:6380>
9. 测试从节点宕机情况
# 1. 只剩一个从节点，断掉一个6380的从节点

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=417,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:5bab385547cbbe77d3daaf46e0cc3d8433b4e9c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:417
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:417
127.0.0.1:6379> 


# 2. 主节点此时保存数据，之后从节点恢复(默认之前命令行配置的从节点，启动redis服务都是作为主节点）读取不了该条数据

[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-server ./redis-config/redis6380.conf 
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> keys * # 还未作为6379的从节点，college 拿不到
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6380> 

# 3. 重新作为从节点，宕机过程中 主节点保存的数据 可以拿得到

127.0.0.1:6380> keys * # 未作为从节点之前
1) "age"
2) "name"
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6380> keys * # 作为从节点之后
1) "age"
2) "name"
3) "college"
127.0.0.1:6380>
3.复制原理

总结

  • 主节点宕机恢复之后，主从关系会自动恢复
  • 从节点宕机之后，之前关系有命令行配置，主从关系断开，不能在读数据，当从节点恢复，主从关系恢复，此时宕机期间主节点存储的数据 从节点也能拿得到。（全量复制）

原理

  • 全量复制： 只要是重新建立主从关系，会进行一次全量复制。
    slave节点启动成功连接master之后，会发送一个sync同步的命令，master接到命令，启动后台的存盘进程，同时收集所有的收到的用于修改数据的命令，在后台进程执行完毕之后，master将传送整个数据文件到slave,并完成一次完全同步。
  • 增量复制：每次主节点新存储数据，该数据会增量复制至全部从节点。
4.主从复制的另外一种链式结构

说明

  • 区别与前面的主从结构不同，此种方式类似链式结构，其中中间的节点既做 主节点，又做 从节点
  • 需要修改中间节点配置

在这里插入图片描述

举栗

1.修改6381端口的节点，使其成为6380端口节点的 从节点

# 6379作为总结点时查看数据

127.0.0.1:6381> keys *
1) "name"
2) "age"
3) "college"
127.0.0.1:6381> slaveof 127.0.0.1 6380
OK
127.0.0.1:6381> keys *
1) "name"
2) "age"
3) "college"
127.0.0.1:6381> 

# 查看节点信息

127.0.0.1:6381> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6380 # 当前从节点的 主节点为6380
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:7
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:2945
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:5bab385547cbbe77d3daaf46e0cc3d8433b4e9c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:2945
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:2945
127.0.0.1:6381>

2.查看6379、6380端口头主节点的信息

# 6379
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=2819,lag=0
master_failover_state:no-failover
master_replid:5bab385547cbbe77d3daaf46e0cc3d8433b4e9c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:2819
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:2819
127.0.0.1:6379> 


# 6380

# Replication
role:slave # 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:5
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:3043
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=3043,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:5bab385547cbbe77d3daaf46e0cc3d8433b4e9c7
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:3043
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:972
repl_backlog_histlen:2072
127.0.0.1:6380>

3.测试主从复制结构是否正常能存储、读取值

# 6379 主存储、读取数据
127.0.0.1:6379> set salary 16k
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "salary"
2) "college"
3) "name"
4) "age"
127.0.0.1:6379> get salary
"16k"
127.0.0.1:6379> 

# 6380 读取数据
127.0.0.1:6380> keys *
1) "age"
2) "name"
3) "salary"
4) "college"
127.0.0.1:6380> get salary # 可以正常读取数据
"16k"
127.0.0.1:6380> set car audi # 尽管作为6381的主节点，还是不能存储数据
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6380> 

# 6381 读取数据
127.0.0.1:6381> keys *
1) "salary"
2) "name"
3) "age"
4) "college"
127.0.0.1:6381> get salary # 能够正常的读取数据
"16k"
127.0.0.1:6381>
5.链式结构下选主节点引出哨兵模式

问题

  • 当链式结构的主从复制结构 总结点 宕机之后，能不能选出一个新的 总结点？
  • 该新的 总结点 可以进行存储、读取数据

解决

  • 在哨兵模式未出来之前，可以进行手动完成
  • 手动执行 slaveof no one 即可升级当前二级总结点为 一级总结点（谋权篡位）
  • 想要从新设计总结点，需要重新执行slave id port，如果是配置文件配置的话，每次需要手动修改配置文件，很不方便
  • 哨兵模式下可以自动的选举主节点

二、哨兵模式

什么是哨兵模式

  • 主从切换技术：当主服务器宕机后，之前需要手动把一台服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，很费劲，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，因此需要哨兵模式
  • Redis 2.8 之后开始正式提供Sentinel（哨兵）架构解决这个问题。
  • 可以理解为莫权篡位的 自动版，能够后台见识主机是否故障，如果故障根据投票数自动 上位
  • 哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，他会独立运行。
  • 原理时哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控多个Redis实例

在这里插入图片描述

1.哨兵的作用
  • 通过发送命令，让Redis服务器返回 监控器运行状态，包括主服务器和从服务器
  • 当哨兵检测到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，让他们切换成主节点
  • 一般哨兵也不只是单机，也要配置一个集群。
  • 假设服务器宕机，哨兵1会先检测到这个结果，系统并不会马山进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象称之为 主观下线（需要多个哨兵去确认），当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定的值，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新的主节点，这个过程称为 客观下线

在这里插入图片描述

2.测试举栗
1.哨兵配置文件 sentinel.conf
# 最基本的哨兵配置，最后的1是 开启slave投票选举的新主节点
sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1
2.启动哨兵 redis-sentinel sentinel.conf
# 1. 链式结构的主从复制，6379为 主节点
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-sentinel ./redis-config/sentinel.conf 
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # Redis version=6.2.1, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8223, just started
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # Configuration loaded
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 6.2.1 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379 
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 8223
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 # Sentinel ID is c14e20c17e5360dd7e5a1dd2e365cd2be822adce
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379 # 监控信息



# 2.更新为树形结构的主从复制


[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-sentinel ./redis-config/sentinel.conf 
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # Redis version=6.2.1, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8223, just started
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 # Configuration loaded
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.683 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 6.2.1 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 8223
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 # Sentinel ID is c14e20c17e5360dd7e5a1dd2e365cd2be822adce
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
8223:X 05 Jul 2021 18:24:43.687 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
8223:X 05 Jul 2021 18:25:43.993 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
3.测试当前6379主节点宕机情况（发现根据投票算法6380成为了主节点）
# 1. 关闭当前主节点6379

[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-sentinel ./redis-config/sentinel.conf 
8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.631 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.632 # Redis version=6.2.1, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=8625, just started
8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.632 # Configuration loaded
8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.632 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 6.2.1 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 8625
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.632 # Sentinel ID is c14e20c17e5360dd7e5a1dd2e365cd2be822adce
8625:X 05 Jul 2021 18:38:31.632 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.155 # +sdown master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.155 # +odown master myredis 127.0.0.1 6379 #quorum 1/1
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.155 # +new-epoch 1
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.155 # +try-failover master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.158 # +vote-for-leader c14e20c17e5360dd7e5a1dd2e365cd2be822adce 1
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.158 # +elected-leader master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.158 # +failover-state-select-slave master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.229 # +selected-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.229 * +failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.295 * +failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.595 # +promoted-slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.595 # +failover-state-reconf-slaves master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:41.658 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.623 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.623 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.674 # +failover-end master myredis 127.0.0.1 6379
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.675 # +switch-master myredis 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6380
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.675 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6380
8625:X 05 Jul 2021 18:39:42.675 * +slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6380
8625:X 05 Jul 2021 18:40:12.718 # +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6380


# 2. 发现当前主节点成为了 6380
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=68469,lag=0
master_failover_state:no-failover
master_replid:622f574df7ed615814c655f50c4b0f71b0ccf340
master_replid2:5bab385547cbbe77d3daaf46e0cc3d8433b4e9c7
master_repl_offset:68469
second_repl_offset:60227
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:56952
repl_backlog_histlen:11518
127.0.0.1:6380>

在这里插入图片描述

4.当6379旧的主节点重新恢复，则会成为新主节点的从节点
# 恢复6379
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# cd /usr/local/bin/
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-server ./redis-config/redis6379.conf 
[root@iZ2vc8owmlobwkazif1efpZ bin]# redis-cli
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:slave # 变成6380的从节点
master_host:127.0.0.1
master_port:6380
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:0
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:93312
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:622f574df7ed615814c655f50c4b0f71b0ccf340
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:93312
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:92748
repl_backlog_histlen:565
127.0.0.1:6379> 

# 哨兵日志
8625:X 05 Jul 2021 18:47:41.107 # -sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6380
8625:X 05 Jul 2021 18:47:51.114 * +convert-to-slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6380
3.优缺点

优点

  • 哨兵集群，基于主从复制模式。包括主从复制的优点‘
  • 主节点可以切换，故障可以转移，系统的可用性会更好
  • 哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动更加健壮

缺点

  • Redis不容易在线扩容。集群容量一旦达到上限，在线扩容十分麻烦
  • 实现哨兵模式的配置设计很多方面较麻烦
4.哨兵模式的全部配置
# Example sentinel.conf
 
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379
 
# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp
 
# 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port 
# master-name  可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
# quorum 配置多少个sentinel哨兵统一认为master主节点失联 那么这时客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor    
  sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2
 
# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentinel auth-pass  
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd # 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
# sentinel down-after-milliseconds  
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
 
# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步，
这个数字越小，完成failover所需的时间就越长，
但是如果这个数字越大，就意味着越 多的slave因为replication而不可用。
可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。
# sentinel parallel-syncs  
sentinel parallel-syncs mymaster 1 # 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面： 
#1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
#2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
#3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。  
#4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout  
sentinel failover-timeout mymaster 180000
 
# SCRIPTS EXECUTION
 
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则：
#若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。
 
#通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时，将传给脚本两个参数，
一个是事件的类型，
一个是事件的描述。
如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
#通知脚本
# sentinel notification-script  
  sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh
 
# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
# 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
#       
# 目前总是“failover”,
# 是“leader”或者“observer”中的一个。 
# 参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
# 这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的。
# sentinel client-reconfig-script  
 sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh

三、缓存穿透与雪崩

场景
在这里插入图片描述

1.什么是缓存穿透（查不到）
  • 当缓存中没有要查的数据，就会数据库中也没有，就会频繁的 去数据库中查，特别是恶意的攻击，很容易造成缓存穿透
  • 缓存穿透：当用户要查询一个数据，发现Redis缓存中没有，就会像持久层的数据库查询，发现没有本次查询失败。当用户很多，缓存都没有命中，于是持久层的压力很大，这时候就相当于出现缓存穿透。
解决方案

  • 加一个过滤器：像布隆过滤器，是一种数据结构，对所有可能查询到的参数以hash的形式存储，在控制层先进行校验，不符合则丢弃，从而避免对从底层存储系统的压力。

  • 设置空缓存，在缓存中查询不到返回一个空结果
    在这里插入图片描述
    这种方式存在问题，空值对应的键需要更多空间来存储；即使对空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和数据层会有一段时间窗口不一致，这对于需要保持一致型的业务会有影响。

2.什么是缓存击穿（量太多）
  • 缓存穿透是因为 查不到，缓存击穿是因为 量太多
  • 缓存击穿：是指一个key非常热门（缓存设有过期时间），在不停的扛着高并发，高并发集中对这一个点进行访问，当这个key过期的时候，持续的高并发会缓存穿透，直接访问数据库。
  • 这些大量数据一般是热点数据，需要高并发查询数据库并回写，会导致数据库压力过大。
解决方案
  • 设置热点数据永不过期
  • 加互斥锁：分布式锁保证对于每个key同时只有一个线程去查询后端服务，其他并发线程等待，高并发对分布式锁的考验很大
    在这里插入图片描述
3.什么是缓存雪崩
  • 是指在某一个时间段，缓存集中过期失效，造成Redis宕机。
  • 产生雪崩的原因之一是某一时间段的高并发之后，如双11，某一波商品被集中地放到redis缓存中，假如缓存一个小时，那么到1点的时候，这批商品都过期了。对于这批商品的访问查询，全部请求数据库，对数据库而言，就是周期型的压力，造成存储层也会挂掉的情况。
解决方案
  • Redis高可用：既然Redis有可能会挂掉，多增几台，其实就是搭建集群。
  • 限流降级：缓存失效后，通过分布式锁或者队列控制读数据库写缓存的线程数量，比如对某个个key只允许一个线程查数据和写缓存，其他线程等待。
  • 数据预热：正式部署之前，可以把可能的数据先访问一遍，这趟部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将高并发访问之前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀


这篇关于Redis学习篇5_主从复制、哨兵模式、缓存穿透、击穿与雪崩的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！


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