redis--主从复制

主从复制简介

单机redis的风险和问题

• 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。

多台服务器的连接方案

• 提供数据放 ：master
  • 主服务器，主节点，主库
  • 主客户端
• 接收数据放：slave
  • 从服务器，从节点，从库
  • 从客户端
• 核心工作
  • master节点的数据复制到slave中

主从复制

主从复制即将master中的数据及时、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，将变化的数据同步到slave
  • 读数据（可忽略）
• slave
  • 读数据
  • 写数据（禁止）

主从复制的作用

• 读写分离：master写、slave读，提高服务器的读写负载能力
• 负载均衡：基于主从结构，配合读写分离，由slave分担master负载，并根据需求的变化，改变slave的数
  量，通过多个从节点分担数据读取负载，大大提高Redis服务器并发量与数据吞吐量
• 故障恢复：当master出现问题时，由slave提供服务，实现快速的故障恢复
• 数据冗余：实现数据热备份，是持久化之外的一种数据冗余方式
• 高可用基石：基于主从复制，构建哨兵模式与集群，实现Redis的高可用方案

主从复制的工作流程

• 主从复制大体可以分3个阶段
  • 建立连接阶段
  • 数据同步阶段
  • 命令传播阶段
    

阶段1：建立连接阶段

• 建立slave到master的连接，使master能够识别slave，并保存slave端口号

建立连接阶段工作流程

1. 设置master的地址和端口，保存master信息
2. 建立socket连接
3. 发送ping命令（定时器任务）
4. 身份验证
5. 发送slave端口信息
6. 主从连接成功！
   如图：
   

连接流程

断开流程

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

数据同步阶段工作流程

1. 请求同步数据
2. 创建RDB同步数据
3. 恢复RDB同步数据
4. 请求部分同步数据
5. 恢复部分同步数据
6. 数据同步工作完成
   如图
   
   状态：
   slave：
   具有master端全部数据，包含RDB过程接收的数据
   master：
   保存slave当前数据同步的位置
   总体：
   之间完成了数据克隆
   
   

阶段三：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

命令传播阶段的部分复制

• 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
  • 长时间网络中断

• 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）
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