redis主从复制原理

主从复制的作用主要包括:

1、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。

2、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。

3、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。

4、读写分离:可以用于实现读写分离,主库写、从库读,读写分离不仅可以提高服务器的负载能力,同时可根据需求的变化,改变从库的数量;

5、高可用基石: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。

主从复制启用

从节点开启主从复制,有3种方式:
(1)配置文件
在从服务器的配置文件中加入:slaveof
(2)启动命令
redis-server启动命令后加入 --slaveof
(3)客户端命令
Redis服务器启动后,直接通过客户端执行命令:slaveof ,则该Redis实例成为从节点。
通过 info replication 命令可以看到复制的一些信息
Log 文件位置
vi /var/log/redis/redis.log
保护模式
参考 https://www.jianshu.com/p/b36923e65d01

主从复制原理

主从复制过程大体可以分为3个阶段:连接建立阶段(即准备阶段)、数据同步阶段、命令传播阶段。
在从节点执行 slaveof 命令后,复制过程便开始运作,下面图示大概可以看到,
从图中可以看出复制过程大致分为6个过程


redis主从复制原理_第1张图片
image.png

主从配置之后的日志记录也可以看出这个流程

  1. 保存主节点(master)信息。
  1. 从节点(slave)内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑,当定时任务发现存在新的主节点后,会尝试与该节点建立网络连接


    image.png

从节点与主节点建立网络连接

从节点会建立一个 socket 套接字,从节点建立了一个端口为51234的套接字,专门用于接受主节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印如下日志:


redis主从复制原理_第2张图片
image.png

如果从节点无法建立连接,定时任务会无限重试直到连接成功或者执行 slaveof no one 取消复制

关于连接失败,可以在从节点执行 info replication 查看 master_link_down_since_seconds 指标,它会记录与主节点连接失败的系统时间。从节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志,方便发现问题:

 Error condition on socket for SYNC: {socket_error_reason}
  1. 发送 ping 命令。
    连接建立成功后从节点发送 ping 请求进行首次通信,ping 请求主要目的如下:
    ·检测主从之间网络套接字是否可用。
    ·检测主节点当前是否可接受处理命令。
    如果发送 ping 命令后,从节点没有收到主节点的 pong 回复或者超时,比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令,从节点会断开复制连接,下次定时任务会发起重连。


    redis主从复制原理_第3张图片
    image.png
redis主从复制原理_第4张图片
image.png
  1. 权限验证。如果主节点设置了 requirepass 参数,则需要密码验证,从节点必须配置 masterauth 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证;如果验证失败复制将终止,从节点重新发起复制流程。
  2. 同步数据集。主从复制连接正常通信后,对于首次建立复制的场景,主节点会把持有的数据全部发送给从节点,这部分操作是耗时最长的步骤。
  3. 命令持续复制。当主节点把当前的数据同步给从节点后,便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点,保证主从数据一致性。
  • 参考
    https://gitbook.cn/gitchat/geekbook/5af939544b544674331bce2e/topic/5afa57ae15da5a21f3419db0

    https://juejin.im/entry/5b39c05df265da596e4cf399

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