redis学习系列(一)--redis主从,哨兵,集群

关于redis主从、哨兵、集群

一、主从

通过持久化功能，Redis保证了即使在服务器重启的情况下也不会损失（或少量损失）数据，因为持久化会把内存中数据保存到硬盘上，重启会从硬盘上加载数据。 
但是由于数据是存储在一台服务器上的，如果这台服务器出现硬盘故障等问题，也会导致数据丢失。为了避免单点故障，通常的做法是将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上，这样即使有一台服务器出现故障，其他服务器依然可以继续提供服务。为此， Redis 提供了复制（replication）功能，可以实现当一台数据库中的数据更新后，自动将更新的数据同步到其他数据库上。

在复制的概念中，数据库分为两类，一类是主数据库（master），另一类是从数据库（slave）。主数据库可以进行读写操作，当写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库。而从数据库一般是只读的，并接受主数据库同步过来的数据。一个主数据库可以拥有多个从数据库，而一个从数据库只能拥有一个主数据库。

主从数据库的配置

master  slave 
主不用配置，从redis的conf文件加入 slaveof  ip  port 就可以了 
或者从redis启动时  redis-server --port 6380 --slaveof 127.0.0.1 6379 
    从数据库一般是只读，可以改为可写，但写入的数据很容易被主同步没，所以还是只读就可以。 
也可以在运行是使用slaveof ip port命令，停止原来的主，切换成刚刚设置的主  slaveof no one会把自己变成主

复制原理

当从数据库启动时，会向主数据库发送sync命令，主数据库接收到sync后开始在后台报错快照rdb，在保存快照期间受到的命名缓存起来，当快照完成时，主数据库会将快照和缓存的命令一块发送给从。复制初始化结束。
之后，主每受到1个命令就同步发送给从。 
当出现断开重连后，2.8之后的版本会将断线期间的命令传给重数据库。增量复制

主从复制是乐观复制，当客户端发送写执行给主，主执行完立即将结果返回客户端，并异步的把命令发送给从，从而不影响性能。也可以设置至少同步给多少个从主才可写。 
无硬盘复制:如果硬盘效率低将会影响复制性能，2.8之后可以设置无硬盘复制，repl-diskless-sync yes

二、哨兵

当主数据库遇到异常中断服务后，开发者可以通过手动的方式选择一个从数据库来升格为主数据库，以使得系统能够继续提供服务。然而整个过程相对麻烦且需要人工介入，难以实现自动化。 为此，Redis 2.8中提供了哨兵工具来实现自动化的系统监控和故障恢复功能。
哨兵的作用就是监控redis主、从数据库是否正常运行，主出现故障自动将从数据库转换为主数据库。

顾名思义，哨兵的作用就是监控Redis系统的运行状况。它的功能包括以下两个。

    （1）监控主数据库和从数据库是否正常运行。 
    （2）主数据库出现故障时自动将从数据库转换为主数据库。

可以用info replication查看主从情况 
例子： 
1主2从  1哨兵,可以用命令起也可以用配置文件里 
可以使用双哨兵，更安全， 
哨兵配置文件 
    sentinel.conf 
        sentinel monitor mymaster 192.168.0.167 6379 1 

其中mymaster表示要监控的主数据库的名字，可以自己定义一个。这个名字必须仅由大小写字母、数字和“.-_”这 3 个字符组成。后两个参数表示主数据库的ip地址和端口号，这里我们要监控的是主数据库6379。最后一个参数表示投举票数，及某从数据库的票数为n时即为master
注意:

    1、使用时不能用127.0.0.1，需要用真实IP，不然java程序通过哨兵会连到java程序所在的机器(127.0.0.1 )

2、配置哨兵监控一个系统时，只需要配置其监控主数据库即可，哨兵会自动发现所有复制该主数据库的从数据库,这样哨兵就能监控主6379和从6380、6381，一旦6379挂掉，哨兵就会在2个从中选择一个作为主，根据优先级选，如果一样就选个id小的，当6379再起来就作为从存在。

主从切换过程：

（1）      slave leader升级为master 
（2）      其他slave修改为新master的slave 
（3）      客户端修改连接 
（4）      老的master如果重启成功，变为新master的slave

哨兵监控1主2从，停掉主，哨兵会选出1个从作为主，变成1主1从。然而当我把原来的主再起来，它不会作为从，只是个独立的节点。

三、集群

即使使用哨兵，redis每个实例也是全量存储，每个redis存储的内容都是完整的数据，浪费内存且有木桶效应。为了最大化利用内存，可以采用集群，就是分布式存储。即每台redis存储不同的内容，
共有16384个slot。每个redis分得一些slot，hash_slot = crc16(key) mod 16384 找到对应slot，键是可用键，如果有{}则取{}内的作为可用键，否则整个键是可用键
集群至少需要3主3从，且每个实例使用不同的配置文件，主从不用配置，集群会自己选。

修改每个实例的配置文件：

    cluster-enabled yes  --开启集群

    cluster-config-file nodes-6382.conf --集群配置文件名，每个实例配置的要不同，redis会根据文件名自动新建

用集群工具创建集群：

我们可以用集群工具进行集群，该工具是redis源码包中，用ruby编写，所以需要先安装ruby。

1、安装rubygems

    yum install ruby 
    yum install rubygems  
    gem install redis

 注:若安装过程中提示:

ERROR:  Could not find a valid gem 'redisa' (>= 0) in any repository

 

请查看

2、把6个redis实例都起来，每个实例的集群都打开。(可以复制n份redis.conf,更改文件内的端口号及集群配置文件名，然后再以redis-service ./redis-6380.conf 启动redis实例)

3、redis安装目录的src执行

./redis-trib.rb create --replicas 1 10.100.50.23:638010.100.50.23:6381 10.100.50.23:638210.100.50.23:6383 10.100.50.23:6384 10.100.50.23:6385

提示信息如下

输入yes，这样集群就建立了。

登录任一台redis，执行 info cluster，提示cluster_enabled:1

集群过程：

首先redis-trib.rb会以客户端的形式尝试连接所有的节点，并发送PING命令以确定节点能够正常服务。如果有任何节点无法连接，则创建失败。同时发送 INFO 命令获取每个节点的运行ID以及是否开启了集群功能（即cluster_enabled为1）。 准备就绪后集群会向每个节点发送 CLUSTER MEET命令，格式为 CLUSTER MEET ip port，这个命令用来告诉当前节点指定ip和port上在运行的节点也是集群的一部分，从而使得6个节点最终可以归入一个集群。

然后redis-trib.rb会分配主从数据库节点，分配的原则是尽量保证每个主数据库运行在不同的IP地址上，同时每个从数据库和主数据库均不运行在同一IP地址上，以保证系统的容灾能力

3主3从，当1个主故障，大家会给对应的从投票，把从立为主，若没有从数据库可以恢复则redis集群就down了。

客户端连接：

使用redis-cli -c -p 任意一个端口