Redis复制的原理与优化

释放双眼,带上耳机,听听看~!

什么是主从复制

  1. 1个master可以有多个slave
  2. 1个slave只能有1个master
  3. 数据流向是单向的,master到slave

作用:

  1. 为数据提供了多个副本
  2. 扩展了redis读的性能

复制的配置(不允许在同一台机器上部署主从节点)

两种方式:

  1. slaveof命令
  2. 配置

Redis复制的原理与优化将6380设置为6379的从节点
Redis复制的原理与优化取消从节点,注意:取消从节点之后,之前复制的数据并不会被清除,只是断了与之前主节点的联系,但是如果成为了一个新主节点的从节点,那么就会复制新的主节点的数据,之前的数据就会被清除。
Redis复制的原理与优化第一条配置是设置成某一ip和端口号的从节点
第二条配置是设置只读不写,以保证和主节点数据的一致性

两种配置的比较

Redis复制的原理与优化

命令

设置主从节点的配置文件6379为主节点,6380为从节点


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ redis-4.0.6]# ll
2drwxr-xr-x  2 root root   4096 Nov 27 14:10 config
3-rw-rw-r--  1 root root  57765 Apr  3  2019 redis.conf
4-rw-rw-r--  1 root root   7606 Dec  5  2017 sentinel.conf
5drwxrwxr-x  3 root root   4096 Nov 16 15:35 src
6drwxrwxr-x 10 root root   4096 Dec  5  2017 tests
7drwxrwxr-x  8 root root   4096 Dec  5  2017 utils
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  1. 将主设置文件redis.conf复制到config文件夹


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ redis-4.0.6]# cp redis.conf config
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  1. 将主设置文件redis.conf复制到config文件夹


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ redis-4.0.6]# cp redis.conf config
2[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ redis-4.0.6]# cd config/
3[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# ll
4total 64
5-rw-r--r-- 1 root root 57765 Dec 15 14:51 redis.conf
6[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# cp redis.conf redis-6379.conf # 复制到redis-6379.conf
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  1. 更改redis-6379.conf配置文件


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1daemonize yes # 以守护进程运行redis
2pidfile /var/run/redis_6379.pid 将进程文件加上6379
3logfile "6379.log" # 将log文件命名为6379.log
4#save 900 1  # 这三个在生产环境中不会这样用,关掉
5#save 300 10
6#save 60 10000
7dbfilename dump-6379.rdb  # 将rdb文件命名为dump-6379.rdb(主从复制是依赖于rdb的,如果主从用一个rdb文件,会有一些影响)
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  1. 配置redis-6380.conf配置文件


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# cp redis-6379.conf redis-6380.conf # 复制一个6380的配置文件
2修改6380的配置文件
3port 6380
4pidfile /var/run/redis_6380.pid
5logfile "6380.log"
6dbfilename dump-6380.rdb
7slaveof 127.0.0.1 6379
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  1. 重新启动主节点


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-server redis-6379.conf
2[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# ps -ef | grep redis-server
3root      6549     1  0 Nov16 ?        00:19:58 redis-server 127.0.0.1:6379
4root     28005 27740  0 14:26 pts/0    00:00:00 grep --color=auto redis-server
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6[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli  # 打开客户端
7127.0.0.1:6379> info replication # 查看复制区的信息
8# Replication
9role:master # 默认是主节点
10connected_slaves:0  # 无从节点
11master_replid:793ea29532c0cc6e58080ef322b5063c488bdb1c
12master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
13master_repl_offset:0
14second_repl_offset:-1
15repl_backlog_active:0
16repl_backlog_size:1048576
17repl_backlog_first_byte_offset:0
18repl_backlog_histlen:0
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  1. 重新启动从节点


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-server redis-6380.conf
2[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# ps -ef | grep redis-server | grep 6380 # 查看是否启动成功
3root     28015     1  0 14:31 ?        00:00:00 redis-server 127.0.0.1:6380
4[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6380 info replication # 查看从节点信息
5# Replication
6role:slave # 角色是从节点
7master_host:127.0.0.1 主节点
8master_port:6379  主节点端口
9master_link_status:up
10master_last_io_seconds_ago:6
11master_sync_in_progress:0
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  1. 测试主从复制


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli
2127.0.0.1:6379> set hello world
3OK
4127.0.0.1:6379> dbsize
5(integer) 1
6127.0.0.1:6379> exit
7[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6380
8127.0.0.1:6380> get hello
9"world"
10127.0.0.1:6380> set hello java  # 该从节点只能做读操作
11(error) READONLY You can't write against a read only slave.
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  1. 取消从节点


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6380
2127.0.0.1:6380> slaveof no one
3OK
4[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli
5127.0.0.1:6379> mset a b c d e f g h
6OK
7127.0.0.1:6379> dbsize
8(integer) 6
9[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli
10127.0.0.1:6379> mset a b c d e f g h
11OK
12127.0.0.1:6379> dbsize
13(integer) 6
14127.0.0.1:6379> exit
15[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6380
16127.0.0.1:6380> dbsize
17(integer) 2
18127.0.0.1:6380> set abc6380 hello
19OK
20127.0.0.1:6380>
21127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379 # 再次设置为从节点
22OK
23127.0.0.1:6380> get abc6380  # 会对之前的数据进行清除
24(nil)
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runid和复制偏移量

什么是runid?
redis每次启动的时候都会随机生成一个runid,以保证redis的标识


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6379 info server | grep run
2run_id:2abbf0e2f01c0d4ba7bf02cd778af9883f2460d9
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偏移量


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1[root@iZ8vbhgs0bdip8zvxd6xjjZ config]# redis-cli -p 6379 info replication
2# Replication
3role:master
4connected_slaves:1
5slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=7175,lag=0 # 从节点偏移量
6master_replid:5bc6138e8f770cc3ec183c89bbabfe904a0a9bb9
7master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
8master_repl_offset:7175  # 主节点偏移量
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全量复制和部分复制

对于一个已经存了很多数据的master节点而言,slave节点需要复制master节点的数据,将当前master数据同步过来,master在这期间写的数据也要同步过来,这样才能实现数据真正同步的效果。那么redis是怎么实现这个功能呢?
首先将自己的Rdb文件同步给slave,在此期间它写入的命令会单独记录起来,然后当rdb文件加载完之后,他会通过偏移量的对比,将这期间写入的值同步给slave。

全量复制的开销

  1. bgsave的时间
  2. RDB文件网络传输时间
  3. 从节点清空数据时间
  4. 从节点加载RDB文件的时间
  5. 可能的AOF重写时间 (RDB文件加载之后,如果AOF开启的话,需要AOF重写,以保证AOF是最新的数据)

部分复制

如果master和slave之间的网络发生抖动,那一段时间内数据就会发生丢失, 此时slave会向master发送一个命令,其中包含自己的offset和runid,那么master就会根据从节点的偏移量和自己的buffer进行比较,然后从上一次数据传输的断点开始继续传输数据。

故障处理

自动故障转移

主从结构中怎么处理故障转移?

  1. slave故障

假如在一主两从结构中,一个slave发生故障,可以将客户端转移到另一个slave节点读取数据

  1. master故障

Redis复制的原理与优化选择其中一个从节点为主节点进行读写操作,并且将另一个从节点更换一个master。

开发运维常见问题

  1. 读写分离

读流量分摊到从节点
可能遇到的问题:

  • 复制数据延迟(如果从节点出现阻塞,那么就会延迟更新从主节点复制的数据)
    • 读到过期数据
    • 从节点故障
  • 主从配置不一致

可能遇到的问题:

  • 例如maxmemory不一致:丢失数据
    • 例如数据结构优化参数(例如hash-max-ziplist-entries):内存不一致
  • 规避全量复制

可能遇到的问题:

  • 第一次全量复制不可避免(小主节点、低峰)
    • 节点运行ID不匹配(例如:主节点重启,运行ID变化,可以故障转移,例如哨兵或集群)
    • 复制积压缓冲区不够(例如:网络中断,部分复制无法满足,可以增大复制缓冲区配置rel_backlog_size,网络“增强”)
  • 规避复制风暴

可能遇到的问题:

  • 单主节点复制风暴(主节点重启,多从节点复制,可以改变复制拓扑)

Redis复制的原理与优化
* 单机器复制风暴(机器宕机后,大量全量复制,可以主节点分散多机器)
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