redis主从复制 springboot配置文件 redis主从复制命令

Redis高级：主从复制问题

1.1 互联网 三高 架构

你的“Redis”是否高可用？

单机redis的风险与问题
	问题1.机器故障
		 现象： 硬盘故障、系统崩溃
		 本质： 数据丢失，很可能对业务造成灾难性打击
		 结论： 基本上会放弃使用redis.
	问题2.容量瓶颈
		 现象：内存不足，从16G升级到64G，从64G升级到128G，无限升级内存
		 本质：穷，硬件条件跟不上
		 结论：放弃使用redis
	 结论：
		为了避免单点Redis服务器故障，准备多台服务器，互相连通。 将数据复制多个副本保存在不同的服
		务器上， 连接在一起， 并保证数据是同步的。 即使有其中一台服务器宕机，其他服务器依然可以继续
		提供服务，实现Redis的高可用， 同时实现数据冗余备份。

主从复制 思路 架构图

主从复制即： 将master中的数据即时、有效的复制到slave中
特征：一个master可以拥有多个slave，一个slave只对应一个master
职责：
 master:
	 写数据
	 执行写操作时，将出现变化的数据自动同步到slave
	 读数据（可忽略）
 slave:
	 读数据
	 写数据（禁止）

总述

1.2 主从复制连接阶段

1.3 主从复制 实操

一台服务器主服务器(39.99.200.XX

另外两台作为从服务器

106.54.13.XXX 47.96.119.XXX

实操

主服务器更改

daemonize yes    //后台启动
bind 0.0.0.0     //表示的是允许所有人访问

从服务器配置的更改

daemonize yes    //后台启动
bind 0.0.0.0     //表示的是允许所有人访问
slaveof 主服务器的ip地址  主服务器端口

使用如下命名 检查主从是否配置好

./redis-cli
info

如果主服务器是如下的

从服务器的信息如下

1.4 数据同步阶段工作流程

阶段二：数据同步阶段工作流程
 在slave初次连接master后，复制master中的所有数据到slave
 将slave的数据库状态更新成master当前的数据库状态

数据同步阶段master说明

1. 如果master数据量巨大，数据同步阶段应避开流量高峰期，避免造成master阻塞，影响业务正常执行
	
	2. 复制缓冲区大小设定不合理，会导致数据溢出。如进行全量复制周期太长，进行部分复制时发现数据已
	经存在丢失的情况，必须进行第二次全量复制，致使slave陷入死循环状态。
	repl-backlog-size 1mb    
	
	3. master单机内存占用主机内存的比例不应过大，建议使用50%-70%的内存，留下30%-50%的内存用于执
	行bgsave命令和创建复制缓冲区

---

• 数据同步阶段slave说明

1. 为避免slave进行全量复制、部分复制时服务器响应阻塞或数据不同步，建议关闭此期间的对外服务.
	slave-serve-stale-data yes| no
	
2. 数据同步阶段，master发送给slave信息可以理解master是slave的一个客户端，主动向slave发送
命令.

3. 多个slave同时对master请求数据同步，master发送的RDB文件增多，会对带宽造成巨大冲击，如果
master带宽不足，因此数据同步需要根据业务需求，适量错峰.

4. slave过多时， 建议调整拓扑结构，由一主多从结构变为树状结构， 中间的节点既是master，也是
slave。注意使用树状结构时，由于层级深度，导致深度越高的slave与最顶层master间数据同步延迟
较大， 数据一致性变差， 应谨慎选择

1.5 命令传播阶段

当master数据库状态被修改后，导致主从服务器数据库状态不一致，此时需要让主从数据同步到一致的
状态，同步的动作称为命令传播。
master将接收到的数据变更命令发送给slave， slave接收命令后执行命令。


主从复制过程大体可以分为3个阶段
 建立连接阶段（即准备阶段）
 数据同步阶段
 命令传播阶段

命令传播阶段出现了断网现象
	 网络闪断闪连
	 短时间网络中断   （进行 部分复制）
	 长时间网络中断   （进行 全量复制）
	
	
 部分复制的三个核心要素
	 服务器的运行 id（ run id）
	 主服务器的复制积压缓冲区
	 主从服务器的复制偏移量

服务器运行ID（ runid）

概念：服务器运行ID是每一台服务器每次运行的身份识别码，一台服务器多次运行可以生成多个运行id。

组成：运行id由40位字符组成，是一个随机的十六进制字符。
	例如： fdc9ff13b9bbaab28db42b3d50f852bb5e3fcdce
	
作用：运行id被用于在服务器间进行传输，识别身份。
	如果想两次操作均对同一台服务器进行，必须每次操作携带对应的运行id，用于对方识别。
	
实现方式： 运行id在每台服务器启动时自动生成的， master在首次连接slave时，会将自己的运行ID发送给slave， slave保存此ID，通过info Server命令，可以查看节点的runid。

复制缓冲区

概念：复制缓冲区，又名复制积压缓冲区，是一个先进先出（ FIFO）的队列， 用于存储服务器执行过的命
令， 每次传播命令， master都会将传播的命令记录下来， 并存储在复制缓冲区

复制缓冲区内部工作原理：

复制缓冲区
	1 概念：复制缓冲区，又名复制积压缓冲区，是一个先进先出（ FIFO）的队列， 用于存储服务器执行过的命
	令， 每次传播命令， master都会将传播的命令记录下来， 并存储在复制缓冲区。
	2 复制缓冲区默认数据存储空间大小是1M，由于存储空间大小是固定的，当入队元素的数量大于队列长度时，最先入队		的元素会被弹出，而新元素会被放入队列
	
	3 由来：每台服务器启动时，如果开启有AOF或被连接成为master节点， 即创建复制缓冲区
	
	4 作用：用于保存master收到的所有指令（仅影响数据变更的指令，例如set， select）
	
数据来源：当master接收到主客户端的指令时，除了将指令执行，会将该指令存储到缓冲区中

主从服务器复制偏移量（ offset）

概念：一个数字，描述复制缓冲区中的指令字节位置
 分类：
	1： master复制偏移量：记录发送给所有slave的指令字节对应的位置（多个）
	2： slave复制偏移量：记录slave接收master发送过来的指令字节对应的位置（一个）
	
 数据来源：
	master端：发送一次记录一次
	slave端：接收一次记录一次
	
 作用：同步信息，比对master与slave的差异，当slave断线后，恢复数据使用

1.6 数据同步+命令传播阶段工作流程

1.7 心跳机制

心跳机制

	简述： 进入命令传播阶段候， master与slave间需要进行信息交换，使用心跳机制进行维护，实现双方连接保持在线。
	1： master心跳：
		 指令： PING
		 周期：由repl-ping-slave-period决定，默认10秒
		 作用：判断slave是否在线
		 查询： INFO replication 获取slave最后一次连接时间间隔， lag项维持在0或1视为正常
		
	2： slave心跳任务
		 指令： REPLCONF ACK {offset}
		 周期： 1秒
		 作用1：汇报slave自己的复制偏移量，获取最新的数据变更指令
		 作用2：判断master是否在线

心跳阶段注意事项

 当slave多数掉线，或延迟过高时， master为保障数据稳定性，将拒绝所有信息同步操作
		设定最小slave最小连接写数量： min-slaves-to-write 2
		设定slave最小连接时长： min-slaves-max-lag 8
		slave数量少于2个，或者所有slave的延迟都大于等于10秒时，强制关闭master写功能，停止数据同步。
		
	 slave数量由slave发送REPLCONF ACK命令做确认。
	
	 slave延迟由slave发送REPLCONF ACK命令做确认。

1.8 完整主从复制工作流程

1.9 主从复制常见问题

频繁的全量复制（ 1）

伴随着系统的运行， master的数据量会越来越大，一旦master重启， runid将发生变化，会导致全部slave的全量复制操作.

内部优化调整方案：
	1. master内部创建master_replid变量，使用runid相同的策略生成，长度41位，并发送给所有slave
	2. 在master关闭时执行命令 shutdown save，进行RDB持久化, 将runid与offset保存到RDB文件中
		 repl-id repl-offset 
		 通过redis-check-rdb命令可以查看该信息
	3. master重启后加载RDB文件， 恢复数据
		重启后，将RDB文件中保存的repl-id与repl-offset加载到内存中
			 master_repl_id = repl master_repl_offset = repl-offset
			 通过info命令可以查看该信息
作用：
 	本机保存上次runid，重启后恢复该值，使所有slave认为还是之前的master

频繁的全量复制（ 2）

 问题现象
	 网络环境不佳，出现网络中断， slave不提供服务
 问题原因
	 复制缓冲区过小，断网后slave的offset越界，触发全量复制
 最终结果
	 slave反复进行全量复制
 解决方案
	 修改复制缓冲区大小: repl-backlog-size
 建议设置如下：
	1. 测算从master到slave的重连平均时长second
	
	2. 获取master平均每秒产生写命令数据总量write_size_per_second
	
	3. 最优复制缓冲区空间 = 2 * second * write_size_per_second

频繁的网络中断（ 1）

问题现象
	 master的CPU占用过高 或 slave频繁断开连接
 问题原因
	1 slave每1秒发送REPLCONF ACK命令到master
	2 当slave接到了慢查询时（ keys * ， hgetall等），会大量占用CPU性能
	3 master每1秒调用复制定时函数replicationCron() ，比对slave发现长时间没有进行响应
 最终结果
	 master各种资源（输出缓冲区、带宽、连接等） 被严重占用
 解决方案
	 通过设置合理的超时时间，确认是否释放slave
	repl-timeout
该参数定义了超时时间的阈值（默认60秒），超过该值，释放slave

频繁的网络中断（ 2）

问题现象
	 slave与master连接断开
问题原因
	 master发送ping指令频度较低
	 master设定超时时间较短
	 ping指令在网络中存在丢包
解决方案
	 提高ping指令发送的频度
	
超时时间repl-time的时间至少是ping指令频度的5到10倍，否则slave很容易判定超时

数据不一致

问题现象:
 	多个slave获取相同数据不同步
 问题原因:
	网络信息不同步，数据发送有延迟
 解决方案
	优化主从间的网络环境，通常放置在同一个机房部署，如使用阿里云等云服务器时要注意此现象.
	
	监控主从节点延迟（通过offset）判断，如果slave延迟过大，暂时屏蔽程序对该slave的数据访问开启后仅响应info、 slaveof等少数命令（慎用，除非对数据一致性要求很高）

2、哨兵模式

哨兵是安装在任意一台服务器上 、跟咋们的主服务器 并没有任何的关联

哨兵配置的节点：47.96.119.XX

哨兵的配置

1、将Redis解压目录下的sentinal.xml文件复制到 /usr/local/zhucong/目录下

2、配置sentinal.xml文件

#配置的是配置文件的目录
dir /usr/local/zhucong/
#配置的是监听主服务器信息  最后一个参数很重要 一般设置为1  多少票通过
sentinel monitor mymaster 39.99.200.XX 6379 1
#配置的是意思是心跳信号发给你了 多久没回应就认为主服务器死了...
sentinel down-after-milliseconds mymaster 5000
    
哨兵的启动命令
./redis-server /usr/local/zhucong/sentinel.conf  --sentinel &