七、Redis 主从复制以及哨兵模式的详细图解

概念

主从复制，是指将一台Redis服务器的数据，复制到其他的Redis服务器。前者称为主节点(master/leader)，后者称为从节点(slave/follower)；数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。Master以写为主，Slave 以读为主。默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；且一个主节点可以有多个从节点(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。

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. 高可用：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。

一、准备工作（修改配置文件搭建集群）

1. 配置“一主二从”的Redis集群，需要开启三个服务端（这里只是用于测试， 就只在一台服务器上开启，生产环境应该是有多台服务器的）
2. 将Redis 安装目录下的 redis.conf 文件复制出三份， 分别用作 “一主二从” 启动时的配置文件
   我演示环境的配置文件都存放在 /etc/redisConf 下，其中 “redis6379.conf” 为“master”启动的配置文件， “redis6380.conf” 和“redis6381.conf”为 “slave” 启动的配置文件
   
3. 修改三个配置文件中的配置
   • 将 redis6380.conf 和 redis6381.conf 中的 “port 6379” 改成 “port 6380”、“port 6381”
   • 将“daemonize no” 改成 “daemonize yes” （启用后台进程运行）
   • 将“pidfile /var/run/redis_6379.pid” 改成对应的端口名称（例如：redis6380.conf配置文件改成 pidfile /var/run/redis_6380.pid）
   • 将“logfile “”” 改成对应端口的标识， 和上述一致
   • 将“dbfilename dump.rdb” 改成对应端口的标识， 和上述一致
4. 修改 redis6380.conf 和 redis6381.conf 的 replicaof
   

二、根据配置文件启动三个Redis 服务

[root@TR redisConf]# redis-server redis6379.conf
[root@TR redisConf]# redis-server redis6380.conf
[root@TR redisConf]# redis-server redis6381.conf
[root@TR redisConf]# ps -ef |  grep redis
root       70069       1  0 19:55 ?        00:00:06 redis-server 127.0.0.1:6379
root       70192       1  0 21:14 ?        00:00:00 redis-server 127.0.0.1:6380
root       70199       1  0 21:14 ?        00:00:00 redis-server 127.0.0.1:6381
root       70207   69768  0 21:15 pts/1    00:00:00 grep --color=auto redis
[root@TR redisConf]#

三、启动三个客户端、测试

前面讲到，Master以写为主，Slave 以读为主，下面就来试试， 在master主机中写入数据，看slave是否可以正常的读取到数据！

测试

1.主机挂了，查看从机信息，主机恢复，再次查看信息

2.从机挂了，查看主机信息，从机恢复，查看从机信息

哨兵模式

从上面两个测试可以看出， 当master 宕机之后，另外两台服务器的状态依旧是 slave 角色 ，这个模式是存在一些问题的。 因为我们都知道，master 主要负责写入数据， 而 slave 主要是用来读取数据，当 master 宕机后，就会出现， 只能读数据，没办法写数据。如果是生产环境，可能会导致所有业务都有问题。

思考:
能不能当master宕机之后，在slave 中随机选择一个服务器，赋予 master 的角色呢？ （就好比古代的皇帝如果驾崩了， 肯定会是“储君”上位， 否则国家会发生动乱。）答案是可以的， 这里就需要用到 哨兵模式。

哨兵模式概述

主从切换技术的方法是：当主服务器(master)宕机后，需要手动把一台从服务器切换为主服务器，这就需要人工干预，费事费力，还会造成一段时间内服务不可用。这不是一种推荐的方式，更多时候，我们优先考虑哨兵模式。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel（哨兵） 架构来解决这个问题。“储君”上位 的自动版，能够后台监控主机是否故障，如果故障了根据投票数自动将从库转换为主库。哨兵模式是一种特殊的模式，首先Redis提供了哨兵的命令，哨兵是一个独立的进程，作为进程，它会独立运行。其原理是哨兵通过发送命令，等待Redis服务器响应，从而监控运行的多个Redis实例。

这里的哨兵有两个作用

• 监控（Monitoring）： Sentinel 会不断地检查你的主服务器和从服务器是否运作正常。
• 提醒（Notification）： 当被监控的某个 Redis 服务器出现问题时， Sentinel 可以通过 API 向管理员或者其他应用程序发送通知。
• 自动故障迁移（Automatic failover）： 当一个主服务器不能正常工作时， Sentinel 会开始一次自动故障迁移操作， 它会将失效主服务器的其中一个从服务器升级为新的主服务器， 并让失效主服务器的其他从服务器改为复制新的主服务器； 当客户端试图连接失效的主服务器时， 集群也会向客户端返回新主服务器的地址， 使得集群可以使用新主服务器代替失效服务器。

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现"哨兵"挂掉的问题，为此，我们可以使用多个哨兵进行监控。各个哨兵之间还会进行监控，这样就形成了多哨兵模式。（我称之为 套娃模式 ）

假设主服务器宕机，哨兵1先检测到这个结果，系统并不会马上进行failover过程，仅仅是哨兵1主观的认为主服务器不可用，这个现象成为主观下线。当后面的哨兵也检测到主服务器不可用，并且数量达到一定值时，那么哨兵之间就会进行一次投票，投票的结果由一个哨兵发起，进行failover[故障转移]操作。切换成功后，就会通过发布订阅模式，让各个哨兵把自己监控的从服务器实现切换主机，这个过程称为客观下线。

哨兵模式准备工作

首先， 还是和配置Redis服务的时候一样， 复制出一份sentinel.conf 配置文件到 /etc/redisConf 下。因为 sentinel.conf 默认是一 127.0.0.1 6379 为 master 主服务， 所以这里就不需要更改了。

执行命令

redis-sentinel /etc/redisConf/sentinel.conf

测试，master 主服务器宕机以后， 会发生什么

可以看到，当 6379 主服务器宕机以后，哨兵会通过投票，将 6381 服务器选举为新的“master”服务器，并且另外一个 6380 的从服务器也自动归属在 6381 服务器下。

查看我们复制出的 sentinel.conf 文件的内容

[root@TR ~]# cd /etc/redisConf
[root@TR redisConf]# ls
6379.log  6381.log      dump6380.rdb  redis6379.conf  redis6381.conf
6380.log  dump6379.rdb  dump6381.rdb  redis6380.conf  sentinel.conf
[root@TR redisConf]# vim sentinel.conf 

可以看到，当 master 发生变化之后， 对应的 sentinel.conf 配置文件也发生了变化！

测试从新将 6379 服务器上线， 我们可以看到， 当 master 服务器宕机之后， 重新上线，角色有原来的master 变成了 slave。

总结

哨兵模式的优缺点

优点

1. 哨兵集群模式是基于主从模式的，所有主从的优点，哨兵模式同样具有。
2. 主从可以切换，故障可以转移，系统可用性更好。
3. 哨兵模式是主从模式的升级，系统更健壮，可用性更高。

缺点

1. Redis较难支持在线扩容，在集群容量达到上限时在线扩容会变得很复杂。
2. 实现哨兵模式的配置也不简单，甚至可以说有些繁琐

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