2023-03-25

Redis主从复制与哨兵模式

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

主从复制,读写分离,实际大多数情况都是读取,这样可以缓解服务器压力

主要作用

  • 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(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

环境配置

只用配置从库,不用配置主库,默认都是主节点

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127.0.0.1:6379> info replication   # 查看信息
# Replication
role:master # 角色
connected_slaves:0 # 从机数量
master_failover_state:no-failover
master_replid:57314a922319a199124b949d7889231dd2f8ffdc
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

修改配置文件:端口 log文件名 rdb文件名 pid文件名

配置从库

认定一个为主机,只需配置从机认主机就行

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slaveof 127.0.0.1 6379   # 主机端口 重启后变回主机

配置文件配置

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replicaof 127.0.0.1 6379  # 主机端口 重启后仍是从机

在docker下部署主从复制

将配置文件下载到宿主机,通过路径映射至docker容器,并用配置文件启动容器

1.主机配置

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# 创建容器

docker run -p 6379:6379 -d --name redis-master -v D:/DockerConf/redis/redis79.conf:/redis.conf --restart=always redis redis-server /redis.conf
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# 配置文件

bind 0.0.0.0 # 允许外部访问
protected-mode no # 关闭保护模式

2.从机配置

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# 查询主机内部ip

docker inspect redis-master

"Gateway": "172.17.0.1",
"GlobalIPv6Address": "",
"GlobalIPv6PrefixLen": 0,
"IPAddress": "172.17.0.4",
"IPPrefixLen": 16,
"IPv6Gateway": "",
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# 创建容器

docker run -p 6380:6380 -d --name redis-slave-80 -v D:/DockerConf/redis/redis80.conf:/redis.conf --restart=always redis redis-server /redis.conf
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# 配置文件

replicaof 172.17.0.1 6379 # 主机的ip与端口号
replica-read-only yes # 从机只写模式

复制原理

Slave 启动成功连接到 master 后会发送一个sync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: 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

链路链接

上一个M链接下一个S,从机仍可以获取,但是中间一个仍是无法写入,但可以缓解主机的压力

jTlMP.png

从机变主(手动设置)

如果主机断开了,可以手动变为主机,其余从机可以手动连接新的主机

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slaveof no one

如果原来的主机复活,从机也还是主机,需要重新配置

哨兵模式(自动配置)

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

jT8zB.png

哨兵功能

  • 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

多哨兵模式

防止哨兵进程崩溃导致主从切换失败

jTwcN.png

切换逻辑

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

如果主机回来了,只能归并到新的主机下

配置哨兵

1.配置文件senticel.conf

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sentinel monitor redis-master 172.17.0.1 6379 1   # 1表示主机挂了后投票机制

2.启动哨兵

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redis-sentinel senticel.conf

配置说明

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# 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 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 <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 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.co nf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:
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# 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 <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh

优点

  • 哨兵集群模式是基于主从模式的,所有主从的优点,哨兵模式同样具有
  • 主从可以切换,故障可以转移,系统可用性更好
  • 哨兵模式是主从模式的升级,系统更健壮,可用性更高

缺点

  • 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
  • 实现哨兵模式的配置也不简单,甚至可以说有些繁琐