Redis主从复制
概念
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(masterleader)，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！80%的情况下都是在进行读操作!减缓服务器的压力!架构中经常使用！一主二从
默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。
主从复制的作用主要包括:
- 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。
一般来说，要将Redis运用于工程项目中，只使用一台Redis是万万不能的（宕机，一主二从），原因如下： - 从结构上，单个Redis服务器会发生单点故障，并且一台服务器需要处理所有的请求负载，压力较大
- 从容量上，单个Redis服务器内存容量有限，就算一台Redis服务器内存容量为256G，也不能将所有内存用作Redis存储内存，一般来说，单台Redis最大使用内存不应该超过20G。
只要在公司中，主从复制是必须要使用的，因为在真实的项目中不可能单机使用Redis。电商网站上的商品，一般都是一次上传，无数次浏览的，说专业点也就是"多读少写"。对于这种场景，我们可以使如下这种架构∶
环境配置
只配置从库，不用配置主库
- 查看当前库的信息
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master # 角色 master
connected_slaves:0 # 没有从机
master_replid:0fda7ab5a50111bf5e1719412183a5160d489881
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- 复制三份配置文件
# 分别命名为redis79 redis80 redis81以便区分
[root@lsK95JxN51 redis-5.0.14]# cp redis.conf redis79.conf
[root@lsK95JxN51 redis-5.0.14]# cp redis.conf redis80.conf
[root@lsK95JxN51 redis-5.0.14]# cp redis.conf redis81.conf- 修改每个配置文件中的内容
# 修改地方如下：
port 6379 # 后面的端口分别改为6379 6380 6381
daemonize yes #全部改为yes，都是后台启动
pidfile /var/run/redis_6379.pid # pid分别改为redis_6379 redis_6380 redis_6381
logfile "6379.log" # 日志文件名称分别改为6379.log 6380.log 6381.log
dbfilename dump6379.rdb # rdb文件名分别改为dump6379.rdb dump6380.rdb dump6381.rdb- 复制四个会话，前三个会话，每个会话分别使用redis6379、redis6380、redis6381配置文件启动redis，使用第四个会话查看进程
# 会话1
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis79.conf
# 会话2
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis80.conf
# 会话3
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis81.conf
# 会话4，可以看到有三个redis服务启动成功，端口号分别为6379、6380、6381
[root@lsK95JxN51 redis-5.0.14]# ps -ef|grep redis
root 39122 1 0 21:55 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:6379
root 39132 1 0 21:55 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:6380
root 39141 1 0 21:56 ? 00:00:00 ./redis-server 127.0.0.1:6381
root 39151 38957 0 21:56 pts/3 00:00:00 grep --color=auto redis一主二从
说明：
此处是使用的是命令来配置一主二从的，还可以使用配置文件进行配置，更详细的配置可以看另外一篇博客：
Redis哨兵集群部署教程—从零开始（一主二从三哨兵）
- 默认情况下，每台Redis都是主结点
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......
127.0.0.1:6381> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......- 通过命令配置一主(6379)二从(6380 6381)，一般情况下，只用配置从机就好了
# 使用SLAVEOF [主机ip] [主机端口]配置，相当于认谁当老大
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379 #认6379当主结点
OK
127.0.0.1:6381> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK- 查看主机和从机的信息
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master # 角色 master
connected_slaves:2 # 两个从机
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=28,lag=1 # 从机 6380
slave1:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=28,lag=0 # 从机 6381
master_replid:f831637b1b95b8c930d14417aee1127c1bb0b7c6
......127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave # 角色 slave
master_host:127.0.0.1 # 主机ip
master_port:6379 #主机端口号
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:2
master_sync_in_progress:0
......127.0.0.1:6381> INFO replication
# Replication
role:slave # 角色 slave
master_host:127.0.0.1 # 主机ip
master_port:6379 # 主机端口号
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
......真实的主从配置应该在配置文件中配置，这样的话是永久的，这里我们使用的是命令，是暂时的通过配置文件配置一主二从，这样的话，一主二从就是永久的了，以下是需要配置的东西
# 在从机的配置文件中配置一下信息，包括主机的ip，主机的端口号
# replicaof <masterip> <masterport>
# 如果主机有密码，也要配置主机的密码
# masterauth <master-password>细节
主机可以写，从机不能写只能读，主机中的所有信息和数据都会被从机保存
- 主机可以写，可以读
127.0.0.1:6379> set name zzy
OK
127.0.0.1:6379> get name
"zzy"- 从机不能写，只能读
127.0.0.1:6380> get name
"zzy"
127.0.0.1:6380> set age 20
(error) READONLY You can't write against a read only replica.如果主机宕机，从机还是从机，不能变为主机，由此引出哨兵模式
- 主机宕机
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected>- 从机还是从机，不能写，只能读
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down
master_last_io_seconds_ago:-1
......- 主机重连并set值
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis79.conf
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> ping
PONG
127.0.0.1:6379> set age 20
OK- 从机获取新值是没问题的
127.0.0.1:6380> get age
"20"如果从机宕机，主机是获取不到宕机的从机的
- 其中一个从机宕机
127.0.0.1:6380> SHUTDOWN
not connected>- 主机获取不到宕机的那个从机
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6381,state=online,offset=417,lag=0
......如果是通过命令行设置主从，从机宕机，主机set值，宕机的从机如果重连是无法读到新值的，并且还变为了主机，如果再通过SLAVEOF命令将其设为从机，就会读到新值（使用配置文件配置主从就不会出现这样的问题）
- 从机宕机，主机set值
127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK- 从机重连，get值，无法读到新值
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis80.conf
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-cli -p 6380
127.0.0.1:6380> get k1
(nil)- 查看宕机重连的从机信息，发现变为了主机
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_replid:17e0e8c8fc6dc71067ae2fca141a7ae5928e4947
......- 使用SLAVEOF重新配置主从关系，然后get新值，发现可以get到，并且又变为了从机
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6380> get k1
"v1"
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
......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︰
而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，我们数据一定会在从机中读到
层层链路
上一个M连接下一个S，这个时候也可以完成主从复制
宕机后手动配置主机
如果断开6379，能不能选择一个Master出来呢？
- 主机宕机
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected>- 从机还是从机
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down
......- 使用SLAVEOF命令让从机当老大，此时其他从机就可以连接最新的这个主机了
127.0.0.1:6380> SLAVEOF no one
OK
127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_replid:5f02702dc5ea21ba82f866aa0063e6f28c2f08cd
master_replid2:47345f73052b660f045341e6e61ea51fe6ab261f
......- 另外一个从机选择新主机当主结点
127.0.0.1:6381> SLAVEOF 127.0.0.1 6380
OK- 老主机从宕机中重连，发现已经没有从机跟着自己了
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis79.conf
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_replid:c2d9b9bbc7ddc6a015644d38e3465780e893840f
......哨兵模式
说明：
这里只做了一个哨兵的配置，在Redis哨兵集群部署教程—从零开始（一主二从三哨兵）这篇博客中我做了一主二从三哨兵的配置，更加详细
概述
主从切换技术的方法是︰当主服务器宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel (哨兵）架构来解决这个问题。
谋朝篡位的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。
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。
哨兵的两个作用
- 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。
然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。
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failver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。
测试
我们目前的状态是一主二从
- 配置哨兵配置文件 sentinel.conf
# sentinel monitor 被监控的名称 host port 1代表投票票数
sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1- 使用刚刚写好的配置文件启动哨兵
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-sentinel ../conf/sentinel.conf
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.098 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.098 # Redis version=5.0.14, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=39921, just started
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.098 # Configuration loaded
_._
_.-``__ ''-._
_.-`` `. `_. ''-._ Redis 5.0.14 (00000000/0) 64 bit
.-`` .-```. ```\/ _.,_ ''-._
( ' , .-` | `, ) Running in sentinel mode
|`-._`-...-` __...-.``-._|'` _.-'| Port: 26379
| `-._ `._ / _.-' | PID: 39921
`-._ `-._ `-./ _.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' | http://redis.io
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
|`-._`-._ `-.__.-' _.-'_.-'|
| `-._`-._ _.-'_.-' |
`-._ `-._`-.__.-'_.-' _.-'
`-._ `-.__.-' _.-'
`-._ _.-'
`-.__.-'
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.099 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.102 # Sentinel ID is 9fcfc7bc0adbe1b3b086b08b9f94007620586c9b
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.102 # +monitor master myredis 127.0.0.1 6379 quorum 1
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.102 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
39921:X 11 Feb 2022 23:17:48.104 * +slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379- 上面这个哨兵用来监视端口号为6379的redis进程，，此时令主机(6379)宕机
127.0.0.1:6379> SHUTDOWN
not connected>- 等待几秒钟，观察哨兵进程的日志，发现哨兵已经监测到主机宕机，开始投票，等待几秒，投票结束，票数最高的进程晋升为主机
- 查看另外两个进程的信息，发现6381进程晋升为了主机 ，而6380还是从机，而且它以6381作为主机
127.0.0.1:6381> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=233576,lag=1
master_replid:8bf4a9f7c3bb164ad364ba0afdfc820b8f3b7dc7
......127.0.0.1:6380> INFO replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6381
master_link_status:up
......- 6379进程重新开启，发现6379变为了从机，而6381的从机中就包括了6379
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-server ../redis79.conf
[root@lsK95JxN51 bin]# ./redis-cli -p 6379
127.0.0.1:6379> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
......127.0.0.1:6381> INFO replication
# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=257731,lag=1
slave1:ip=127.0.0.1,port=6379,state=online,offset=257731,lag=1
master_replid:8bf4a9f7c3bb164ad364ba0afdfc820b8f3b7dc7
......优点
- 哨兵集群，基于主从复制模式，所有主从配置的优点，他都有
- 主从可以切换，故障可以转移，系统可用性更好
- 哨兵模式就是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮
缺点
- Redis不好在线扩容，集群容量一旦达到上限，在线扩容就十分麻烦
- 实现哨兵模式的配置比较麻烦，里面有很多选择
哨兵模式的全部配置
# Example sentinel.conf
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379，有几个哨兵就要配置几个端口
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被纠正为向正确的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.conf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
# shell编程
# 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:
# <master-name> <role> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover”,
# <role>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 # 一般都是由运维来配置！
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