概念

主從復(fù)制，是指將一臺(tái)Redis服務(wù)器的數(shù)據(jù)，復(fù)制到其他的Redis服務(wù)器。

前者稱(chēng)為主節(jié)點(diǎn)(master/leader)，后者稱(chēng)為從節(jié)點(diǎn)(slave/follower)；數(shù)據(jù)的復(fù)制是單向的，只能由主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)。
Master以寫(xiě)為主，Slave 以讀為主。

默認(rèn)情況下，每臺(tái)Redis服務(wù)器都是主節(jié)點(diǎn)；且一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)從節(jié)點(diǎn)(或沒(méi)有從節(jié)點(diǎn))，但一個(gè)從節(jié)點(diǎn)只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)。

主從復(fù)制的作用主要包括：

1、數(shù)據(jù)冗余：主從復(fù)制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的熱備份，是持久化之外的一種數(shù)據(jù)冗余方式。

2、故障恢復(fù)：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以由從節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)快速的故障恢復(fù)；實(shí)際上是一種服務(wù)的冗余。

3、負(fù)載均衡：在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上，配合讀寫(xiě)分離，可以由主節(jié)點(diǎn)提供寫(xiě)服務(wù)，由從節(jié)點(diǎn)提供讀服務(wù)（即寫(xiě)Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接主節(jié)點(diǎn)，讀Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接從節(jié)點(diǎn)），分擔(dān)服務(wù)器負(fù)載；尤其是在寫(xiě)少讀多的場(chǎng)景下，通過(guò)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)分擔(dān)讀負(fù)載，可以大大提高Redis服務(wù)器的并發(fā)量。

4、高可用基石：除了上述作用以外，主從復(fù)制還是哨兵和集群能夠?qū)嵤┑幕A(chǔ)，因此說(shuō)主從復(fù)制是Redis高可用的基礎(chǔ)。

一般來(lái)說(shuō)，要將Redis運(yùn)用于工程項(xiàng)目中，只使用一臺(tái)Redis是萬(wàn)萬(wàn)不能的，原因如下：
1、從結(jié)構(gòu)上，單個(gè)Redis服務(wù)器會(huì)發(fā)生單點(diǎn)故障，并且一臺(tái)服務(wù)器需要處理所有的請(qǐng)求負(fù)載，壓力較大；
2、從容量上，單個(gè)Redis服務(wù)器內(nèi)存容量有限，就算一臺(tái)Redis服務(wù)器內(nèi)存容量為256G，也不能將所有內(nèi)存用作Redis存儲(chǔ)內(nèi)存，一般來(lái)說(shuō)，單臺(tái)Redis最大使用內(nèi)存不應(yīng)該超過(guò)20G。

電商網(wǎng)站上的商品，一般都是一次上傳，無(wú)數(shù)次瀏覽的，說(shuō)專(zhuān)業(yè)點(diǎn)也就是"多讀少寫(xiě)"。

對(duì)于這種場(chǎng)景，我們可以使如下這種架構(gòu)：

一主二從

配置主從復(fù)制，至少需要三個(gè)Redis客戶(hù)端，一主二從，一個(gè)主機(jī)（Master），兩個(gè)從機(jī)（Master）！

層層鏈路

上一個(gè)Slave 可以是下一個(gè)slave 和 Master，Slave 同樣可以接收其他 slaves 的連接和同步請(qǐng)求，那么該 slave 作為了鏈條中下一個(gè)的master，可以有效減輕 master 的寫(xiě)壓力！

謀朝篡位

一主二從的情況下，如果主機(jī)斷了，從機(jī)可以使用命令 SLAVEOF NO ONE 將自己改為主機(jī)！這個(gè)時(shí)候其余的從機(jī)鏈接到這個(gè)節(jié)點(diǎn)。對(duì)一個(gè)從屬服務(wù)器執(zhí)行命令 SLAVEOF NO ONE 將使得這個(gè)從屬服務(wù)器關(guān)閉復(fù)制功能，并從從屬服務(wù)器轉(zhuǎn)變回主服務(wù)器，原來(lái)同步所得的數(shù)據(jù)集不會(huì)被丟棄。

主機(jī)再回來(lái)，也只是一個(gè)光桿司令了，從機(jī)為了正常使用跑到了新的主機(jī)上！

復(fù)制原理

Slave 啟動(dòng)成功連接到 master 后會(huì)發(fā)送一個(gè)sync命令。

Master 接到命令，啟動(dòng)后臺(tái)的存盤(pán)進(jìn)程，同時(shí)收集所有接收到的用于修改數(shù)據(jù)集命令，在后臺(tái)進(jìn)程執(zhí)行完畢之后，master將傳送整個(gè)數(shù)據(jù)文件到slave，并完成一次完全同步。

全量復(fù)制：而slave服務(wù)在接收到數(shù)據(jù)庫(kù)文件數(shù)據(jù)后，將其存盤(pán)并加載到內(nèi)存中。

增量復(fù)制：Master 繼續(xù)將新的所有收集到的修改命令依次傳給slave，完成同步。

但是只要是重新連接master，一次完全同步（全量復(fù)制）將被自動(dòng)執(zhí)行。

哨兵模式

概述

主從切換技術(shù)的方法是：當(dāng)主服務(wù)器宕機(jī)后，需要手動(dòng)把一臺(tái)從服務(wù)器切換為主服務(wù)器，這就需要人工干預(yù)，費(fèi)事費(fèi)力，還會(huì)造成一段時(shí)間內(nèi)服務(wù)不可用。這不是一種推薦的方式，更多時(shí)候，我們優(yōu)先考慮哨兵模式。Redis從2.8開(kāi)始正式提供了Sentinel（哨兵） 架構(gòu)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

謀朝篡位的自動(dòng)版，能夠后臺(tái)監(jiān)控主機(jī)是否故障，如果故障了根據(jù)投票數(shù)自動(dòng)將從庫(kù)轉(zhuǎn)換為主庫(kù)。

哨兵模式是一種特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程，作為進(jìn)程，它會(huì)獨(dú)立運(yùn)行。其原理是哨兵通過(guò)發(fā)送命令，等待Redis服務(wù)器響應(yīng)，從而監(jiān)控運(yùn)行的多個(gè)Redis實(shí)例。

這里的哨兵有兩個(gè)作用

• 通過(guò)發(fā)送命令，讓Redis服務(wù)器返回監(jiān)控其運(yùn)行狀態(tài)，包括主服務(wù)器和從服務(wù)器。
• 當(dāng)哨兵監(jiān)測(cè)到master宕機(jī)，會(huì)自動(dòng)將slave切換成master，然后通過(guò)發(fā)布訂閱模式通知其他的從服務(wù)器，修改配置文件，讓它們切換主機(jī)。

然而一個(gè)哨兵進(jìn)程對(duì)Redis服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)控，可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，為此，我們可以使用多個(gè)哨兵進(jìn)行監(jiān)控。各個(gè)哨兵之間還會(huì)進(jìn)行監(jiān)控，這樣就形成了多哨兵模式。

假設(shè)主服務(wù)器宕機(jī)，哨兵1先檢測(cè)到這個(gè)結(jié)果，系統(tǒng)并不會(huì)馬上進(jìn)行failover過(guò)程，僅僅是哨兵1主觀的認(rèn)為主服務(wù)器不可用，這個(gè)現(xiàn)象成為主觀下線。

當(dāng)后面的哨兵也檢測(cè)到主服務(wù)器不可用，并且數(shù)量達(dá)到一定值時(shí)，那么哨兵之間就會(huì)進(jìn)行一次投票，投票的結(jié)果由一個(gè)哨兵發(fā)起，進(jìn)行failover[故障轉(zhuǎn)移]操作。

切換成功后，就會(huì)通過(guò)發(fā)布訂閱模式，讓各個(gè)哨兵把自己監(jiān)控的從服務(wù)器實(shí)現(xiàn)切換主機(jī)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為客觀下線。

哨兵模式的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1. 哨兵集群模式是基于主從模式的，所有主從的優(yōu)點(diǎn)，哨兵模式同樣具有。
2. 主從可以切換，故障可以轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)可用性更好。
3. 哨兵模式是主從模式的升級(jí)，系統(tǒng)更健壯，可用性更高。

缺點(diǎn)

1. Redis較難支持在線擴(kuò)容，在集群容量達(dá)到上限時(shí)在線擴(kuò)容會(huì)變得很復(fù)雜。
2. 實(shí)現(xiàn)哨兵模式的配置也不簡(jiǎn)單，甚至可以說(shuō)有些繁瑣。

哨兵配置說(shuō)明

# Example sentinel.conf

# 哨兵sentinel實(shí)例運(yùn)行的端口 默認(rèn)26379
port 26379

# 哨兵sentinel的工作目錄
dir /tmp

# 哨兵sentinel監(jiān)控的redis主節(jié)點(diǎn)的 ip port
# master-name 可以自己命名的主節(jié)點(diǎn)名字 只能由字母A-z、數(shù)字0-9 、這三個(gè)字符".-_"組成。
# quorum 配置多少個(gè)sentinel哨兵統(tǒng)一認(rèn)為master主節(jié)點(diǎn)失聯(lián) 那么這時(shí)客觀上認(rèn)為主節(jié)點(diǎn)失聯(lián)了
# sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2

# 當(dāng)在Redis實(shí)例中開(kāi)啟了requirepass foobared 授權(quán)密碼 這樣所有連接Redis實(shí)例的客戶(hù)端都要提供密碼
# 設(shè)置哨兵sentinel 連接主從的密碼 注意必須為主從設(shè)置一樣的驗(yàn)證密碼
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd

# 指定多少毫秒之后 主節(jié)點(diǎn)沒(méi)有應(yīng)答哨兵sentinel 此時(shí) 哨兵主觀上認(rèn)為主節(jié)點(diǎn)下線 默認(rèn)30秒
# sentinel down-after-milliseconds <master-name> <milliseconds>
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000

# 這個(gè)配置項(xiàng)指定了在發(fā)生failover主備切換時(shí)最多可以有多少個(gè)slave同時(shí)對(duì)新的master進(jìn)行 同步，這個(gè)數(shù)字越小，完成failover所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，但是如果這個(gè)數(shù)字越大，就意味著越 多的slave因?yàn)閞eplication而不可用?？梢酝ㄟ^(guò)將這個(gè)值設(shè)為 1 來(lái)保證每次只有一個(gè)slave 處于不能處理命令請(qǐng)求的狀態(tài)。
# sentinel parallel-syncs <master-name> <numslaves>
sentinel parallel-syncs mymaster 1

# 故障轉(zhuǎn)移的超時(shí)時(shí)間 failover-timeout 可以用在以下這些方面：
#1. 同一個(gè)sentinel對(duì)同一個(gè)master兩次failover之間的間隔時(shí)間。
#2. 當(dāng)一個(gè)slave從一個(gè)錯(cuò)誤的master那里同步數(shù)據(jù)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間。直到slave被糾正為向正確的master那里同步數(shù)據(jù)時(shí)。
#3.當(dāng)想要取消一個(gè)正在進(jìn)行的failover所需要的時(shí)間。
#4.當(dāng)進(jìn)行failover時(shí)，配置所有slaves指向新的master所需的最大時(shí)間。不過(guò)，即使過(guò)了這個(gè)超時(shí)，slaves依然會(huì)被正確配置為指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的規(guī)則來(lái)了
# 默認(rèn)三分鐘
# sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
sentinel failover-timeout mymaster 180000

# SCRIPTS EXECUTION

#配置當(dāng)某一事件發(fā)生時(shí)所需要執(zhí)行的腳本，可以通過(guò)腳本來(lái)通知管理員，例如當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不正常時(shí)發(fā)郵件通知相關(guān)人員。
#對(duì)于腳本的運(yùn)行結(jié)果有以下規(guī)則：
#若腳本執(zhí)行后返回1，那么該腳本稍后將會(huì)被再次執(zhí)行，重復(fù)次數(shù)目前默認(rèn)為10
#若腳本執(zhí)行后返回2，或者比2更高的一個(gè)返回值，腳本將不會(huì)重復(fù)執(zhí)行。
#如果腳本在執(zhí)行過(guò)程中由于收到系統(tǒng)中斷信號(hào)被終止了，則同返回值為1時(shí)的行為相同。
#一個(gè)腳本的最大執(zhí)行時(shí)間為60s，如果超過(guò)這個(gè)時(shí)間，腳本將會(huì)被一個(gè)SIGKILL信號(hào)終止，之后重新執(zhí)行。

#通知型腳本:當(dāng)sentinel有任何警告級(jí)別的事件發(fā)生時(shí)（比如說(shuō)redis實(shí)例的主觀失效和客觀失效等等），將會(huì)去調(diào)用這個(gè)腳本，這時(shí)這個(gè)腳本應(yīng)該通過(guò)郵件，SMS等方式去通知系統(tǒng)管理員關(guān)于系統(tǒng)不正常運(yùn)行的信息。調(diào)用該腳本時(shí)，將傳給腳本兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是事件的類(lèi)型，一個(gè)是事件的描述。如果sentinel.conf配置文件中配置了這個(gè)腳本路徑，那么必須保證這個(gè)腳本存在于這個(gè)路徑，并且是可執(zhí)行的，否則sentinel無(wú)法正常啟動(dòng)成功。
#通知腳本
# sentinel notification-script <master-name> <script-path>
sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh

# 客戶(hù)端重新配置主節(jié)點(diǎn)參數(shù)腳本
# 當(dāng)一個(gè)master由于failover而發(fā)生改變時(shí)，這個(gè)腳本將會(huì)被調(diào)用，通知相關(guān)的客戶(hù)端關(guān)于master地址已經(jīng)發(fā)生改變的信息。
# 以下參數(shù)將會(huì)在調(diào)用腳本時(shí)傳給腳本:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>總是“failover”,
# <role>是“l(fā)eader”或者“observer”中的一個(gè)。
# 參數(shù) from-ip, from-port, to-ip, to-port是用來(lái)和舊的master和新的master(即舊的slave)通信的
# 這個(gè)腳本應(yīng)該是通用的，能被多次調(diào)用，不是針對(duì)性的。
# sentinel client-reconfig-script <master-name> <script-path>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh