Redis主从复制及哨兵模式

2021/8/23 19:07:13

编程Tag： Redis 节点 master 主从复制 Sentinel 哨兵 -._

本文主要是介绍Redis主从复制及哨兵模式，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！

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，可以由从节点提供服务，实现快速的故障恢复；实际上是一种服务 的冗余。

3、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 （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：除了上述作用以外，主从复制还是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（一台redis容易宕机，最少：一主二从），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（超过20G服务器压力就十分大）。

电商网站上的商品，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，我们可以使如下这种架构：

image-20210823022306020

主从复制，读写分离！80%的情况下都是在进行读操作！减缓服务器的压力！架构中经常使用！redis集群最低配置是：一主二从！

只要在公司中，主从复制就是必须使用的，因为在真实的项目中不可能单机使用redis！

环境配置

只配置从机，不用配置主机！

查看当前节点的信息：

127.0.0.1:6379> info replication # 查看当前节点的信息
# Replication
role:master # 角色  master
connected_slaves:0 # 没有连接的从机
master_replid:c800ad81d1fd1fbcf920c9aa8e205dbbca6cf657
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，然后修改对应的信息

1.端口号

2.pid文件名字

3.log文件名字

4.dump.rdb文件名字

修改完毕之后，启动我们的3个redis服务，可以查看进程信息：

image-20210823030917007

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好了！

那怎么配置从机呢：认老大！

现在我们需要一个主机（6379），两个从机（6380，6381）

只需要在两个从机中配置它们的老大是6379就行了，如下：

127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379 #  SLAVEOF host 6379  ---找谁当自己的老大
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
master_last_io_seconds_ago:4
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:14
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:0d6f08a4e04b48c60e2a86a60671fcc115ab0e07
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:14
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:14

# 在主机中查看！

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1 # 多了从机的配置
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=42,lag=1 # 从机的信息
master_replid:0d6f08a4e04b48c60e2a86a60671fcc115ab0e07
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:42
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:42

如果两个从机都配置完了，就有两个从机：

image-20210823032408838

真实的主从配置应该在配置文件中配置，这样的话是永久的配置，我们这里使用的是命令，是暂时的！

真实的主从配置我们可以在配置文件如下图位置配置：

image-20210823033121018

细节

细节

主机可以写，从机不能写只能读（因为主从复制，读写分离，主机负责写，从机负责读）

主机中的所有信息和数据，都会自动会被从机保存！

主机写：

image-20210823033610285

从机只能读取内容！

image-20210823033735928

测试

测试：主机断开连接，从机依旧是连接到主机的，但是这个时候就没法进行写操作了，但是如果主机又回来了，从机依旧可以直接获取到主机写的数据！

如果是使用命令行来配置的主从，这个时候如果从机重启了，这个从机就会变回主机！这个时候再用命令行的方式把这个重启的机器变为从机，立马就能获取跟主机中同样的数据！

下面我们来总结下复制原理！

复制原理

复制原理

Slave 启动成功连接到 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。

全量复制：而slave服务在接收到数据库文件数据后，将其存盘并加载到内存中。

增量复制：Master 继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave，完成同步

但是只要是重新连接master，一次完全同步（全量复制）将被自动执行！我们的数据就能在从机中看到！

层层链路

这个另外一种主从复制模型：上一个丛机又是下一个从机的主机image-20210823041901487

这时候也可以完成我们的主从复制！

宕机后手动配置主机

测试：如果这个时候老大6379的机器宕机了，这个时候能不能自动选择一个老大出来呢？

答案：在哨兵模式出来之前，我们都是手动进行配置的！

谋朝篡位

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！其他的节点就可以手动连接到最新的这个主节点！（手动）

如果这个时候老大6379修复了，那就只能重新配置！

哨兵模式（自动选举老大的模式）

概述

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工 干预，费时费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑 哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel（哨兵） 架构来解决这个问题。

谋朝篡位的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从机转换为主机。

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，它会独 立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

image-20210823060750629

这里的哨兵有两个作用

  • 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，一个哨兵可能会出现问题，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。

image-20210823061342399

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(重新选举)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

测试

测试！

我们目前的状态是一主而从！

1.配置哨兵配置文件 sentinel.conf

# sentinel monitor 被监控主机名字 host port 1
sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1

后面的这个数字1，代表的是同意主节点不可用的哨兵(sentinel)数量！

2.启动哨兵！

[root@laiyw-host bin]# redis-sentinel kconfig/sentinel.conf 
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.177 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.177 # Redis version=5.0.7, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=30119, just started
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.177 # Configuration loaded
                _._                                                  
           _.-``__ ''-._                                             
      _.-``    `.  `_.  ''-._           Redis 5.0.7 (00000000/0) 64 bit
  .-`` .-```.  ```\/    _.,_ ''-._                                   
 (    '      ,       .-`  | `,    )     Running in sentinel mode
 |`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'|     Port: 26379
 |    `-._   `._    /     _.-'    |     PID: 30119
  `-._    `-._  `-./  _.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |           http://redis.io        
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
 |`-._`-._    `-.__.-'    _.-'_.-'|                                  
 |    `-._`-._        _.-'_.-'    |                                  
  `-._    `-._`-.__.-'_.-'    _.-'                                   
      `-._    `-.__.-'    _.-'                                       
          `-._        _.-'                                           
              `-.__.-'                                               

30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.178 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.182 # Sentinel ID is e4a3ec2dd974d9450731c35e492494222ec20ec6
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.182 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.183 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
30119:X 23 Aug 2021 06:41:48.188 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379

如果Master主节点宕机了，这个时候过一会儿哨兵就会在从机中随机选择一个作为主机！（这里面有一个投票算法）

image-20210823065536223

查看哨兵日志：

image-20210823065634050

如果原来宕机的主机回来了，只能归并到新的主机下，当作从机，这就是哨兵模式的规则！

哨兵模式优缺点

哨兵模式优缺点

优点：

  1. 哨兵集群模式是基于主从复制模式的，所有主从的优点，哨兵模式同样具有。

  2. 主从可以切换，故障可以转移，系统可用性更好。

  3. 哨兵模式是主从模式的升级，从手动到自动，系统更健壮，可用性更高。

缺点：

  1. Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。
  2. 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的，甚至可以说有些繁琐，里面有很多选择！

哨兵模式的全部配置

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 <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379

# 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 <master-name> <password>
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 <master-name> <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 <master-name> <numslaves>
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 <master-name> <milliseconds>
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 <master-name> <script-path>
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:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover”,
# <role>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 <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh


这篇关于Redis主从复制及哨兵模式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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