Redis集群-主从复制、哨兵

●主从复制：主从复制是高可用Redis的基础，哨兵和集群都是在主从复制基础上实现高可用的。

主从复制主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复。缺陷：故障

恢复无法自动化；写操作无法负载均衡；存储能力受到单机的限制。

●哨兵：在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法负载均衡；存储

能力受到单机的限制；哨兵无法对从节点进行自动故障转移，在读写分离场景下，从节点故障会导

致读服务不可用，需要对从节点做额外的监控、切换操作。

●集群：通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现

了较为完善的高可用方案。

Redis 主从复制

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)，后者称为从节点(Slave)；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

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：

●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。

●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。

●高可用基石：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。

#主从复制流程：

1）首次同步：当从节点要进行主从复制时，它会发送一个SYNC命令给主节点。主节点收到SYNC

命令后，会执行BGSAVE命令来生成RDB快照文件，并在生成期间使用缓冲区记录所有写操作。

2）快照传输：当主节点完成BGSAVE命令并且快照文件准备好后，将快照文件传输给从节点。主

节点将快照文件发送给从节点，并且在发送过程中，主节点会继续将新的写操作缓冲到内存中。

3）追赶复制：当从节点收到快照文件后，会加载快照文件并应用到自己的数据集中。一旦快照文

件被加载，从节点会向主节点发送一个PSYNC命令，以便获取缓冲区中未发送的写操作。

4）增量复制：主节点收到PSYNC命令后，会将缓冲区中未发送的写操作发送给从节点，从节点会

执行这些写操作，保证与主节点的数据一致性。此时，从节点已经追赶上了主节点的状态。

5）同步：从节点会继续监听主节点的命令，并及时执行主节点的写操作，以保持与主节点的数据

同步。主节点会定期将自己的操作发送给从节点，以便从节点保持最新的数据状态.

注意:当slave首次同步或者宕机后恢复时，会全盘加载，以追赶上大部队，即全量复制

搭建Redis 主从复制

上传文件

初始化

修改内核参数 

加载

安装软件

解压编译

从节点配置

重启

登录查看

插入数据

从服务器数据跟新

查看日志

Redis 哨兵模式

主从切换技术的方法是：当服务器宕机后，需要手动一台从机切换为主机，这需要人工干预，不仅

费时费力而且还会造成一段时间内服务不可用。为了解决主从复制的缺点，就有了哨兵机制。

哨兵的核心功能：在主从复制的基础上，哨兵引入了主节点的自动故障转移。

#哨兵模式的作用：

●监控：哨兵会不断地检查主节点和从节点是否运作正常。

●自动故障转移：当主节点不能正常工作时，哨兵会开始自动故障转移操作，它会将失效主节点的

其中一个从节点升级为新的主节点，并让其它从节点改为复制新的主节点。

●通知（提醒）：哨兵可以将故障转移的结果发送给客户端。

哨兵结构由两部分组成，哨兵节点和数据节点：

●哨兵节点：哨兵系统由一个或多个哨兵节点组成，哨兵节点是特殊的redis节点，不存储数据。

●数据节点：主节点和从节点都是数据节点。

#故障转移机制：

1.由哨兵节点定期监控发现主节点是否出现了故障

每个哨兵节点每隔1秒会向主节点、从节点及其它哨兵节点发送一次ping命令做一次心跳检测。如

果主节点在一定时间范围内不回复或者是回复一个错误消息，那么这个哨兵就会认为这个主节点主

观下线了（单方面的）。当超过半数哨兵节点认为该主节点主观下线了，这样就客观下线了。

2.当主节点出现故障，此时哨兵节点会通过Raft算法（选举算法）实现选举机制共同选举出一个哨

兵节点为leader，来负责处理主节点的故障转移和通知。所以整个运行哨兵的集群的数量不得少于

3个节点。

3.由leader哨兵节点执行故障转移，过程如下：

●将某一个从节点升级为新的主节点，让其它从节点指向新的主节点；

●若原主节点恢复也变成从节点，并指向新的主节点；

●通知客户端主节点已经更换。

需要特别注意的是，客观下线是主节点才有的概念；如果从节点和哨兵节点发生故障，被哨兵主观

下线后，不会再有后续的客观下线和故障转移操作。

#主节点的选举：

1.过滤掉不健康的（已下线的），没有回复哨兵 ping 响应的从节点。

2.选择配置文件中从节点优先级配置最高的。（replica-priority，默认值为100）

3.选择复制偏移量最大，也就是复制最完整的从节点。

哨兵的启动依赖于主从模式，所以须把主从模式安装好的情况下再去做哨兵模式

从节点优先级

搭建Redis 哨兵模式

修改 Redis 哨兵模式的配置文件（所有节点操作）

复制文件修改属组

 修改配置文件

 

启动前先写一个脚本

返回修改文件

复制到另一台主机上

启动哨兵

 

跟踪日志

暂停主服务器

 

故障切换

VIP跳转到新的主机上

重新启动原来的主服务器

原来的主服务器自动变成从服务器

自动做主从复制

Redis 群集模式 

集群，即Redis Cluster，是Redis 3.0开始引入的分布式存储方案。

集群由多组节点(Node)组成，Redis的数据分布在这些节点组中。节点组中的节点分为主节点和从

节点：只有主节点负责读写请求和集群信息的维护；从节点只进行主节点数据和状态信息的复制。

#集群的作用，可以归纳为两点：

（1）高可用：集群支持主从复制和主节点的自动故障转移（与哨兵类似）；当任一节点发生故障

时，集群仍然可以对外提供服务。

（2）数据分区：数据分区(或称数据分片)是集群最核心的功能。

集群将数据分散到多组节点，一方面突破了Redis单机内存大小的限制，存储容量大大增加；另一

方面每个主节点都可以对外提供读服务和写服务，大大提高了集群的响应能力。

Redis单机内存大小受限问题，在介绍持久化和主从复制时都有提及；例如，如果单机内存太大，

bgsave和bgrewriteaof的fork操作可能导致主进程阻塞，主从环境下主机切换时可能导致从节点长

时间无法提供服务，全量复制阶段主节点的复制缓冲区可能溢出。

#Redis集群的数据分片：

Redis集群引入了哈希槽的概念

Redis集群有16384个哈希槽（编号0-16383）

集群的每组节点负责一部分哈希槽

每个Key通过CRC16校验后对16384取余来决定放置哪个哈希槽，通过这个值，去找到对应的插槽

所对应的节点，然后直接自动跳转到这个对应的节点上进行存取操作

#以3个节点组成的集群为例：

节点A包含0到5460号哈希槽

节点B包含5461到10922号哈希槽

节点C包含10923到16383号哈希槽

#Redis集群的主从复制模型

集群中具有A、B、C三个节点，如果节点B失败了，整个集群就会因缺少5461-10922这个范围的槽

而不可以用。

为每个节点添加一个从节点A1、B1、C1整个集群便有三个Master节点和三个slave节点组成，在节

点B失败后，集群选举B1位为的主节点继续服务。当B和B1都失败后，集群将不可用。

搭建Redis 群集模式 

redis的集群一般需要6个节点，3主3从。方便起见，这里所有节点在同一台服务器上模拟：

以端口号进行区分：3个主节点端口号：6001/6002/6003，对应的从节点端口号：

6004/6005/6006。

准备目录

赋权

复制文件并配置

 

将文件赋给其他主机

启动

启动集群

查看对应关系