【Redis】9.主从集群

1. Redis主从架构

众所周知，单节点Redis的并发能力是有上线的，就像单节点的MySQL一样，要想进一步提高并发能力，就需要搭建主从集群，从而实现读写分离，进而提高并发能力。

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1.1 Redis主从集群的搭建

接下来会根据上图搭建一个Redis主从集群，该集群包含三个节点，一个主节点，两个从节点。

使用虚拟机开启3个Redis实例，模拟主从集群，信息如下：

注意：搭建Redis主从集群需要将持久化模式改为默认的RDB模式，AOF保持关闭状态

# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000

# 关闭AOF
appendonly no
1
2
3
4
5
6
7
8

准备好3个Redis实例之后，就需要开始配置主从了。

配置主从有临时和永久两种模式：

• 修改配置文件（永久生效）

  • 在redis.conf中添加一行配置：slaveof

• 使用redis-cli客户端连接到redis服务，执行slaveof命令（重启后失效）：

  slaveof  
  1

注意：在5.0以后新增命令replicaof，与salveof效果一致。

这里就使用第二种

接着分别连接7002、7003两台

# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
1
2

# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
1
2

配置完成之后，就可以查看集群状态了

然后连接 7001节点，查看集群状态：

# 连接 7001
redis-cli -p 7001
# 查看状态
info replication
1
2
3
4

结果：

搭建完Redis主从集群之后执行下列操作以测试：

• 利用redis-cli连接7001，执行set num 123

• 利用redis-cli连接7002，执行get num，再执行set num 666

• 利用redis-cli连接7003，执行get num，再执行set num 888

可以发现，只有在7001这个master节点上可以执行写操作，7002和7003这两个slave节点只能执行读操作。

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2. Redis主从数据同步

Redis主从数据同步主要分两种：

1. 全量同步
2. 增量同步

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2.1 全量同步

当主从第一次建立连接的时候，便会执行全量同步，将master节点的所有数据都拷贝给slave节点

slave第一次与master建立连接的时候，slave会像master请求数据同步

master接收到请求之后，会先判断是否第一次同步

如果是第一次，则会返回master的数据版本信息给slave。

接着slave会保存master返回的数据版本信息。

接下来，master执行bgsave命令，生成RDB文件，在后台执行，没有占用主线程，接着将生成的RDB文件发送给slave。

slave此时会清空本地数据，加载master传来的RDB文件。

当master执行bgsave命令的时候，如果这是对master有操作，会将命令记录保留在一个repl_baklog的缓冲区中。

master会发送repl_baklog中的命令发送给salve，slave会执行接收到的命令。

这样，master和salve之间就实现了数据同步。、

master如何得知salve是第一次来连接呢？？

知识点引入：

• Replication Id：简称replid，是数据集的标记，id一致则说明是同一数据集**。每一个master都有唯一的replid**，slave则会继承master节点的replid
• offset：偏移量**，随着记录在repl_baklog中的数据增多而逐渐增大**。slave完成同步时也会记录当前同步的offset。如果slave的offset小于master的offset，说明slave数据落后于master，需要更新。

因此slave做数据同步，必须向master声明自己的replication id 和offset，master才可以判断到底需要同步哪些数据。

slave原本是一个master，有属于自己的replid和offset，当第一次变成slave与master建立连接的时候，发送的是原本自己的replid和offset。

master判断发现slave发送来的replid与自己的不一致，说明这是一个全新的slave，就知道要做全量同步了。

master会将自己的replid和offset都发送给这个slave，slave保存这些信息。以后slave的replid就与master一致了。

因此，master判断一个节点是否是第一次同步的依据，就是看replid是否一致。

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2.2 增量同步

全量同步需要先做RDB，然后将RDB文件通过网络传输个slave，成本太高了。因此除了第一次做全量同步，其它大多数时候slave与master都是做增量同步。

那么增量同步是什么呢？

增量同步就是只更新slave与master存在差异的部分数据

master怎么知道slave与自己的数据差异在哪里呢?

这里就需要引入全量同步时提到的repl_baklog文件了。

这个文件是一个固定大小的数组，只是这个数组是一个环形数组。也就是该数据首尾相连，当角标到达数据末尾的时候，会再次从0开始读写覆盖原来的数据

但是会出现这样的清空，如果slave出现网络阻塞，导致master的offset远远超过了slave的offset：

如果master继续写入新数据，其offset就会覆盖旧的数据，直到将slave现在的offset也覆盖：

棕色框中的红色部分，就是尚未同步，但是却已经被覆盖的数据。此时如果slave恢复，需要同步，却发现自己的offset都没有了，无法完成增量同步了。只能做全量同步。

repl_baklog大小有上限，写满后会覆盖最早的数据。如果slave断开时间过久，导致尚未备份的数据被覆盖，则无法基于log做增量同步，只能再次全量同步。

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3. Redis主从同步优化

主从同步可以保证主从数据的一致性，非常重要。

可以从以下几个方面来优化Redis主从就集群：

• 在master中配置repl-diskless-sync yes启用无磁盘复制，避免全量同步时的磁盘IO。
  • 这种只适应于网络非常好的情况。
• Redis单节点上的内存占用不要太大，减少RDB导致的过多磁盘IO
• 适当提高repl_baklog的大小，发现slave宕机时尽快实现故障恢复，尽可能避免全量同步
• 限制一个master上的slave节点数量，如果实在是太多slave，则可以采用主-从-从链式结构，减少master压力

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参考：

• 黑马程序员Redis入门到实战教程，深度透析redis底层原理+redis分布式锁+企业解决方案+黑马点评实战项目

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