Redis05-进阶-主从

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Redis05-进阶-主从

1、搭建主从架构

（1）概述
  • 单节点Redis的并发能力是有上限的，要进一步提高Redis的并发能力，就需要搭建主从集群，实现读写分离。

（2）集群概况
  • 我们搭建的主从集群共包含三个节点，一个主节点，两个从节点。操作系统是 CentOS7.9。
  • 这里我们会在同一台虚拟机中开启3个redis实例，模拟主从集群，信息如下:
IP配置文件路径PORT角色
192.168.119.171/etc/redis/7001/redis.conf7001master
192.168.119.171/etc/redis/7002/redis.conf7002slave
192.168.119.171/etc/redis/7003/redis.conf7003slave
（3）准备实例配置
  • **创建目录：**要在同一台虚拟机开启3个实例，必须准备三份不同的配置文件和目录，配置文件所在目录也就是工作目录。我们创建三个文件夹，名字分别叫7001、7002、7003。
# 进入/tmp目录
cd /etc/redis/
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003
  • 配置文件/etc/redis/7001/redis.conf 配置如下，这个是 master 节点的配置
# 允许所有 IP 连接
bind 0.0.0.0# 关闭保护模式 
protected-mode no# 以守护进程启动
daemonize yes# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 关闭AOF
appendonly no# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7001
port 7001
# rdb文件存储路径改成当前路径
dir /etc/redis/7001/
  • 配置文件/etc/redis/7002/redis.conf 配置如下，这个是 slave 节点的配置
# 允许所有 IP 连接
bind 0.0.0.0# 关闭保护模式 
protected-mode no# 以守护进程启动
daemonize yes# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 关闭AOF
appendonly no# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7002
port 7002
# rdb文件存储路径改成当前路径
dir /etc/redis/7002/# 开启主从关系
slaveof 192.168.119.171 7001
  • 配置文件/etc/redis/7003/redis.conf 配置如下，这个是 slave 节点的配置
# 允许所有 IP 连接
bind 0.0.0.0# 关闭保护模式 
protected-mode no# 以守护进程启动
daemonize yes# 开启RDB
# save ""
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000# 关闭AOF
appendonly no# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.119.171# 端口改成7003
port 7003
# rdb文件存储路径改成当前路径
dir /etc/redis/7003/# 开启主从关系
slaveof 192.168.119.171 7001
  • 配置说明：
    • **持久化配置：**持久化模式改为默认的RDB模式，AOF保持关闭状态。
    • 修改**bind**** 参数：** bind 0.0.0.0 允许所有 IP 连接。
    • **修改实例的声明IP：**虚拟机本身有多个IP，为了避免混乱，我们需要指定每一个实例的 IP 信息。
    • **修改每个实例的端口、工作目录：**修改每个文件夹内的配置文件，将端口分别修改为7001、7002、7003，将rdb文件保存位置都修改为自己所在目录。
    • **为每个slave 节点开启主从关系：**slaveof 192.168.119.171 7001
（4）启动实例
  • 防止端口的问题，先将防火墙关闭
# 关闭防火墙
sudo systemctl stop firewalld
# 关闭防火墙开机启动
sudo systemctl disable firewalld
  • 我们打开3个ssh窗口，分别启动3个redis实例，启动命令：
# 第1个
redis-server /etc/redis/7001/redis.conf
# 第2个
redis-server /etc/redis/7002/redis.conf
# 第3个
redis-server /etc/redis/7003/redis.conf
  • 如果要一键停止，可以运行下面命令：
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I{} -t redis-cli -p {} shutdown
（5）开启主从关系
  • 要配置主从可以使用replicaof 或者slaveof（5.0以前）命令。
  • 有临时和永久两种模式：
    • 永久：修改配置文件，在redis.conf中添加一行配置：slaveof <masterip> <masterport>。
    • 临时：使用redis-cli客户端连接到redis服务，执行slaveof命令（重启后失效）。
    • 注意：在5.0以后新增命令replicaof，与salveof效果一致。
  • 上面已经用配置文件实现了主从关系，现在演示命令方式。
# 连接 7002
redis-cli -p 7002
# 执行slaveof
slaveof 192.168.119.171 7001# 连接 7003
redis-cli -p 7003
# 执行slaveof
slaveof 192.168.119.171 7001# 连接 7001
redis-cli -p 7001
# 查看状态
info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=192.168.119.171,port=7002,state=online,offset=56,lag=1
slave1:ip=192.168.119.171,port=7003,state=online,offset=56,lag=1
master_failover_state:no-failover
master_replid:9416e12727f8b889f6293c3eedcb9f07de1670d6
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:56
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:56
（6）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
127.0.0.1:7002> get num
"123"
127.0.0.1:7002> set num 666
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
  • 利用redis-cli连接7003，执行get num，再执行set num 888
127.0.0.1:7003> get num
"123"
127.0.0.1:7003> set num 888
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
  • 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。
（7）设置开机启动
  • 为了使 Redis 在系统启动时自动运行，可以创建一个 systemd 服务文件：
# master节点服务文件
vi /etc/systemd/system/redismaster.service[Unit]
Description=redismaster
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7001/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 保存并退出后，重新加载 systemd 配置：
systemctl daemon-reload
  • 可以用下面这组命令来操作redis：
# 启动
systemctl start redismaster
# 停止
systemctl stop redismaster
# 重启
systemctl restart redismaster
# 查看状态
systemctl status redismaster
# 开机自启
systemctl enable redismaster
  • 同样配置 redisslave01 节点
# slave01节点服务文件
vi /etc/systemd/system/redisslave01.service[Unit]
Description=redisslave01
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7002/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target
  • 同样配置 redisslave02 节点
# slave02节点服务文件
vi /etc/systemd/system/redisslave02.service[Unit]
Description=redisslave02
After=network.target[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/bin/redis-server /tmp/7003/redis.conf
PrivateTmp=true[Install]
WantedBy=multi-user.target

2、数据同步原理

（1）主从第一次执行全量同步
  • slave节点请求增量同步
  • master节点判断replid，发现不一致，拒绝增量同步
  • master将完整内存数据生成RDB，发送RDB到slave
  • slave清空本地数据，加载master的RDB
  • master将RDB期间的命令记录在repl_baklog，并持续将log中的命令发送给slave
  • slave执行接收到的命令，保持与master之间的同步

（2）如何判断是第一次同步数据
  • 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。
（3）slave重启后执行增量同步

  • 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。
（4）主从集群优化
  • 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。
  • 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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