一、介绍
1、多台服务器连接方案
2、主从复制
3、作用
读写分离:master写、slave读,提高服务器的读写负载能力
负债均衡: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,实现快捷的故障恢复
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
二、工作流程
1、总述
3个阶段:建立连接、数据同步、命令传播
2、建立连接步骤
步骤1:设置master的地址和端口,保存master信息
步骤2:建立socket连接
步骤3:发送ping命令(定时任务)
步骤4:身份验证
步骤5:发送slave端口信息
状态:
slave保存了master的地址与端口;
master保存了slave的端口
总体:
之间创建了连接的socket
2.1建立连接实现方式:
方式一:客户端发送命令
slaveof
方式二:启动服务器参数
redis-server --slaveof
方式三:服务器文件配置
slaveof
2.2断开连接实现方式:
slaveof no one
2.3授权访问:
master配置文件设置密码
requirepass
master客户端发送命令设置密码
config set requirepass
config get requirepass
slave客户端发送命令设置密码
auth
slave配置文件设置密码
masterauth
启动客户端设置密码
redis-cli -a
3、数据同步步骤
步骤1:请求同步数据
步骤2:创建RDB同步数据
步骤3:恢复RDB同步数据
步骤4:请求部分同步数据
步骤5:恢复部分同步数据
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
master注意事项:
如果master数据量巨大,数据同步阶段应避开流量高峰,避免造成master阻塞,影响业务正常执行;
复制缓冲区大小设定不合理,会导致数据溢出。如进行全量复制周期太长,进行部分复制时发现数据已经存在丢失的情况,必须进行第二次全量复制,致使slave陷入死循环状态;
repl-backlog-size 1mb
master单机内存占用主机内存的比例不应过大,建议使用50%-70%的内存,留下30%-50%的内存用于执行bgsave命令和创建复制缓冲区;
slave注意事项:
为避免slave进行全量复制、部分复制时服务器响应阻塞或数据不同步,建议关闭此期间的对外服务
slave-serve-stale-data yes|no
数据同步阶段,master发送给slave信息可以理解为master是slave的一个客户端,主动向slave发送命令;
多个slave同时对master请求数据同步,master发送的RDB文件增多,会对带宽造成巨大冲击,如果master带宽不足,因此数据同步需要根据业务需求,适量错峰;
slave过多时,建议调整拓扑结构,由一主多从结构变为树状结构,中间节点既是master,也是slave。注意使用树状结构是,由于层级深度,导致深度越高的slave与最顶层的master间数据同步延迟较大,数据一致性变差,应谨慎使用;
4、命令传播步骤
4.1命令传播出现断网现象
网络闪断闪连(忽略)
短时间网络中断(部分复制)
长时间网络中断(全量复制)
4.2部分复制的三个核心
服务器的运行id(run id)
主服务器的复制积压缓冲区
主服务器的复制偏移量
4.3服务器运行id
概念:服务器运行ID是每一个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;
作用:运行id被用于在服务器间进行传输,识别身份;
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发给slave,slave保存此ID,通过info Server命令,可以查看节点的runid;
4.4复制缓冲区
概念:复制缓冲区,又名复制积压缓冲区,是一个先进先出的队列,用于存储服务器执行的命令,每次传播命令,master都会将传播的命令记录下来,并存储在复制缓冲区;
工作原理:
由来:每台服务器启动时,如果开启有AOF或连接成为master节点,即创建复制缓冲区;
作用:用于保存master收到的所有指令(仅影响数据变更的指令);
数据库来源:当master接收到主客户端的指令时,除了将指令执行,会将该指令存储到缓冲区中;
4.5偏移量
概念:一个描述复制缓冲区中的指令字节位置的数字;
分类:
master复制偏移量:记录发给所有slave的指令字节对应的位置(多个)
slave复制偏移量:记录slave接收master发送过来的字节对应的位置(一个)
数据来源:
master端:发送一次记录一次
slave端:接收一次记录一次
作用:同步信息,比对master与slave的差异,当slave断线后,恢复数据使用
4.6心跳机制
进入命令传播阶段,master与slave间需要进行信息交换,使用心跳机制维护,实现双方连接保持在线
master心跳:
指令:PING
周期:由repl-ping-slave-period决定,默认10秒
作用:判断slave是否在线
查询:INFO replication(获取slave最后一次连接时间间隔,lag项维持在0或1视为正常)
slave心跳:
指令:replconf ack
周期:1秒
作用1:汇报slave自己的复制偏移量,获取最新的数据变更指令
作用2:判断master是否在线
注意事项:
当slave多数掉线或延迟过高时,master为保障数据稳定性,将拒绝所有信息同步操作
min-slaves-to-write 2
min-slaves-max-lag 10
slave数量少于2个,或者所有slave的延迟都大于等于10秒时,强制关闭master写功能,停止数据同步
slave数量由slave发送REPLCONF ACK 命令做确认
slave延迟由slave发送REPLCONF ACK 命令做确认
三、主从复制常见问题
频繁全量复制1:
频繁全量复制2:
频繁网络中断1:
频繁网络中断2:
数据不一致: