Redis主从复制机制详解
Redis有
两种不同的持久化方式,Redis
服务器通过持久化,把Redis
内存中持久化到硬盘当中,当Redis
宕机时,我们重启Redis
服务器时,可以由RDB
文件或AOF
文件恢复内存中的数据。
不过持久化后的数据仍然只在一台机器上,因此当硬件发生故障时,比如主板或CPU
坏了,这时候无法重启服务器,有什么办法可以保证服务器发生故障时数据的安全性?或者可以快速恢复数据呢?想做到这一点,我们需要再了解Redis
另外一种机制:主从复制。
什么是主从复制
Redis
的主从复制机制是指可以让从服务器(slave
)能精确复制主服务器(master
)的数据,如下图所示:
上面的图表示的是一台master
服务器与slave
服务器的情况,其实一台master
服务器也可以对应多台slave
服务器,如下图所示:
另外,slave
服务器也可以有自己的slave
服务器,这样的服务器称为sub-slave
,而这些sub-slave
通过主从复制最终数据也能与master
保持一致,如下图所示:
主从复制的方式和工作原理
Redis
的主从复制是异步复制,异步分为两个方面,一个是master
服务器在将数据同步到slave
时是异步的,因此master服务器在这里仍然可以接收其他请求,一个是slave在接收同步数据也是异步的。
复制方式
Redis
主从复制分为以下三种方式:
一、当master
服务器与slave
服务器正常连接时,master
服务器会发送数据命令流给slave
服务器,将自身数据的改变复制到slave
服务器。
二、当因为各种原因master
服务器与slave
服务器断开后,slave
服务器在重新连上maste
r服务器时会尝试重新获取断开后未同步的数据即部分同步,或者称为部分复制。
三、如果无法部分同步(比如初次同步),则会请求进行全量同步,这时master
服务器会将自己的rdb
文件发送给slave
服务器进行数据同步,并记录同步期间的其他写入,再发送给slave
服务器,以达到完全同步的目的,这种方式称为全量复制。
工作原理
master
服务器会记录一个replicationId
的伪随机字符串,用于标识当前的数据集版本,还会记录一个当数据集的偏移量offset
,不管master
是否有配置slave
服务器,replication Id和offset会一直记录并成对存在,我们可以通过以下命令查看replication Id和offset:
> info repliaction
复制代码
通过redis-cli在master或slave服务器执行该命令会打印类似以下信息(不同服务器数据不同,打印信息不同):
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=9472,lag=1
master_replid:2cbd65f847c0acd608c69f93010dcaa6dd551cee
master_repl_offset:9472
复制代码
当master与slave正常连接时,slave使用PSYNC命令向master发送自己记录的旧master的replication id和offset,而master会计算与slave之间的数据偏移量,并将缓冲区中的偏移数量同步到slave,此时master和slave的数据一致。
而如果slave引用的replication太旧了,master与slave之间的数据差异太大,则master与slave之间会使用全量复制的进行数据同步。
配置主从复制
Redis
的主从配置非常简单,我们可以使用两种方式来配置主从服务器,在这时我们先假设Redis
的master
服务器地址为192.168.0.101
。
客户端发送同步命令
# 向客户端
saveof 192.168.1.101 6379
复制代码
slave服务器配置主服务器
在这里slave
服务器的redis.conf
通过saveof
选项,可以指定master
服务器,如下:
slaveof 192.168.1.101 6379
复制代码
通过上面两种方式的配置,master
服务器与slave
服务器便已经可以开始进行数据同步了。
master要求验证
上面配置的是master服务器没有设置密码的情况,如果master设置了密码,则可以在连接到slave服务器
的redis-cli
执行下面的命令:
# 指代实际的密码
config set masterauth
复制代码
或者在slave服务器的redis.conf中配置下面的选项:
# 指代实际的密码
masterauth
复制代码
避免slave被清空
slave会被清空?slave不用同步了master的数据吗?备份的数据怎么会清空了呢?
当master服务器关闭了持久化时,如果发生故障后自动重启时,由本地没有保存持久化的数据,重启的Redis内存数据为空,而slave会自动同步master的数据,这时候,slave服务器的数据也会被清空。
如何避免slave被清空呢?
如果条件允许(一般都可以的),master服务器还是要开启持久化,这样master故障重启时,可以快速恢复数据,而同步这台master的slave数据也不会被清空。
如果master不能开启持久化,则不应该设置让master发生故障后重启(有些机器会配置自动重启),而是将某个slave服务器升级为master服务器,对外继续提供服务。
slave默认为只读的
在Redis2.6
以后,slave
只读模式是默认开启的,我们可以通过配置文件中的slave-read-only
选项配置是否开启只读模式:
# 默认是yes
slave-read-only yes/no
复制代码
或者在客户端中通过config set
命令设置是否开启只读模式:
config set slave-read-only no
复制代码
上面将slave服务器设置为可以写入,但是要注意,如果slave也配置了自己的从服务器(sub-slave),那么sub-slave只会同步从master服务器同步到slave的数据,而并会同步我们直接写入slave服务器的数据。
主从复制中的key过期问题
我们都知道Redis
可以通过设置key
的过期时间来限制key
的生存时间,Redis处理key过期有惰性删除和定期删除两种机制,而在配置主从复制后,slave服务器就没有权限处理过期的key
,这样的话,对于在master上过期的key,在slave服务器就可能被读取,所以master会累积过期的key,积累一定的量之后,发送del命令到slave,删除slave上的key。
如果slave
服务器升级为master
服务器 ,则它将开始独立地计算key
过期时间,而不需要通过master
服务器的帮助。
主从复制的作用
保存Redis数据副本
当我们只是通过RDB
或AOF
把Redis
的内存数据持久化毕竟只是在本地,并不能保证绝对的安全,而通过将数据同步slave
服务器上,可以保留多一个数据备份,更好地保证数据的安全。
读写分离
在配置了主从复制之后,如果master
服务器的读写压力太大,可以进行读写分离,客户端向master
服务器写入数据,在读数据时,则访问slave
服务器,从而减轻master
服务器的访问压力。
高可用性与故障转移
服务器的高可用性是指服务器能提供7*24小时不间断的服务,Redis
可以通过Sentinel
系统管理多个Redis
服务器,当master
服务器发生故障时,Sentineal
系统会根据一定的规则将某台slave
服务器升级为master
服务器,继续提供服务,实现故障转移,保证Redis服务不间断。
小结
Redis
的主从复制可以让我们把Redis
中的数据同步到其他服务器上,为数据安全提供更加安全的保障,也可以让我们的服务器在发生故障时而无法重启时,可以更加快速地切换服务器,继续对外提供服务。