Redis主从
- 搭建主从架构
- 主从数据同步原理
搭建主从架构
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。
搭建主从架构
1.1集群结构
共包含三个节点,一个主节点,两个从节点。
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 | PORT | 角色 |
192.168.150.101 | 7001 | master |
192.168.150.101 | 7002 | slave |
192.168.150.101 | 7003 | slave |
1.2准备实例和配置
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。
1)创建目录
创建三个文件夹,名字分别叫7001、7002、7003
# 进入/tmp目录
cd /tmp
# 创建目录
mkdir 7001 7002 7003
2)恢复原始配置
修改redis-6.2.4/redis.conf,将其中的持久化模式改为默认的RDB模式,AOF保持关闭状态。
# 关闭RDB
save 3600 1
save 300 100
save 60 10000
#关闭AOF
appendonly no
3)拷贝配置文件到每个实例目录
然后将redis-6.2.4/redis.conf文件拷贝到三个目录中(在/tmp目录执行下列命令)
# 方式一:逐个拷贝
cp redis-6.2.4/redis.conf 7001
cp redis-6.2.4/redis.conf 7002
cp redis-6.2.4/redis.conf 7003
# 方式二:管道组合命令,一键拷贝
echo 7001 7002 7003 | xargs -t -a 1 cp redis-6.2.4/redis.conf
4)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(在/tmp目录执行下列命令):
sed -i -e 's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf
5)修改每个实例的声明IP
虚拟机本身有多个IP,为了避免混乱,需要在redis.conf文件中指定每一个实例的绑定ip信息,格式如下:
# redis实例的声明 IP
replica-announce-ip 192.168.150.101
每一个目录都要改,我们一键完成修改(在/tmp目录执行下列命令):
# 逐一执行
sed -i -e 's/6379/7001/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7001\//g' 7001/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7002/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7002\//g' 7002/redis.conf
sed -i -e 's/6379/7003/g' -e 's/dir .\//dir \/tmp\/7003\//g' 7003/redis.conf
# 或者一键修改
printf '%s\n' 7001 7002 7003 | xargs -I() -t sed -i 'la replica-announce-ip 192.168.150.101' ()/redis.conf
1.3启动
为了方便查看日志,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 7001/redis.conf
# 第2个
redis-server 7002/redis.conf
# 第3个
redis-server 7003/redis.conf
1.4 开启主从关系
现在三个实例还没有任何关系,需配置主从可以使用replicaof或者slaveof(5.0以前)命令。
有临时和永久两种模式:
- 修改配置文件(永久生效):在redis.conf中添加一行配置:slaveof
- 使用redis-cli客户端连接到redis服务,执行slaveof命令(重启后失效):
slaveof <masterip> <masterport>
注意:在5.0以后新增命令replicaof,与slaveof效果一致。
这里为了演示方便,使用方式二:
通过redis-cli命令连接7002,执行下面命令:
# 连接7002
redis-cli -p 7002
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
通过redis-cli命令连接7003,执行下面命令:
# 连接7003
redis-cli -p 7003
# 执行slaveof
slaveof 192.168.150.101 7001
数据同步原理
数据同步原理
主从第一次同步是全量同步
第一阶段:
slave:1.0.执行replicaof命令,建立连接
slave:1.1.请求数据同步
master:1.2.判断是否是第一次同步
master:1.3.是第一次,返回master的数据版本信息
slave:1.4.保存版本信息
第二阶段:
master:2.1执行bgsave,生成RDB
master:2.1.1记录RDB期间的所有命令
master:2.2.发送RDB文件
slave:2.3.清空本地数据,加载RDB文件
第三阶段:
master:3.1.发送repl_baklog中的命令
slave:3.2.执行接受到的命令
master如何判断slave是不是第一次来同步数据?这里会用到两个很重要的概念:
- 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
总结
简述全量同步的流程?
- 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
主从第一次同步是全量同步,但如果slave重启后同步,则执行增量同步
注意: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,导致数据被覆盖,则无法实现增量同步,只能再次全量同步。
可以从以下几个方面来优化Redis主从集群:
- 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,如果实在太多slave,则可以采用主-从-从链式结构,减少master压力
总结:
简述全量同步和增量同步区别?
- 全量同步:master将完整内存数据生成RDB,发送RDB到slave。后续命令则记录在repl_baklog,逐个发送给slave
- 增量同步:slave提交自己的offset到master,master获取repl_baklog中从offset之后的命令给slave
什么时候执行全量同步?
- slave节点第一次连接master节点时
- slave节点断开时间太久,repl_baklog中的offset已经被覆盖时
什么时候执行增量同步?
- slave节点断开又恢复,并且在repl_baklog中能找到offset时