Redis - 10、主从复制
1、是什么？
主机更新后根据配置和策略，自动同步到备机的master/slave机制，Master以写为主，Slave以读为主。
2、能干嘛？
- 读写分离，性能扩展，降低主服务器的压力
- 容灾，快速恢复，主机挂掉时，从机变为主机
3、主从复制：怎么玩？
3.1、配置1主2从
下面我们来配置1主2从的效果，现实中是需要3台机器的，为了方便，我们就在一台机器上来演示，通过不同的端口来区分机器，3台机器的配置
| 角色 | 端口 |
| master（主） | 6379 |
| slave1（从） | 6380 |
| slave2（从） | 6381 |
3.2、配置主从
3.2.1、创建案例工作目录：master-slave
执行下面命令创建 /opt/master-slave 目录，本次所有操作，均在 master-slave 目录进行。
ps -ef | grep redis | awk -F" " '{print $2;}' | xargs kill -9 # 方便演示，停止所有的redis
mkdir /opt/master-slave
cd /opt/master-slave/
3.2.2、将redis.conf复制到master-slave目录
cp /opt/redis-6.2.1/redis.conf /opt/master-slave/
3.2.3、创建master的配置文件：redis-6379.conf
在/opt/master-slave目录创建 redis-6379.conf 文件，内容如下，注意 192.168.200.129 是这个测试机器的ip，大家需要替换为自己的
#redis.conf是redis原配置文件，内部包含了很多默认的配置，这里使用include将其引用，相当于把redis.conf内容直接贴进来了
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
#配置密码
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
logfile /opt/master-slave/6379.log
#端口
port 6379
#rdb文件
dbfilename dump_6379.rdb
#pid文件
pidfile /var/run/redis_6379.pid
3.2.4、创建slave1的配置文件：redis-6380.conf
在/opt/master-slave目录创建 redis-6380.conf 文件，内容如下，和上面master的类似，多了后面2行
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
port 6380
dbfilename dump_6380.rdb
pidfile /var/run/redis_6380.pid
logfile /opt/master-slave/6380.log
#用来指定主机：slaveof 主机ip 端口
slaveof 192.168.200.129 6379
#主机的密码
masterauth 123456
3.2.5、创建slave2的配置文件：redis-6381.conf
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
port 6381
dbfilename dump_6381.rdb
pidfile /var/run/redis_6381.pid
logfile /opt/master-slave/6381.log
#用来指定主机：slaveof 主机ip 端口
slaveof 192.168.200.129 6379
#主机的密码
masterauth 123456
3.2.6、启动master
redis-server /opt/master-slave/redis-6379.conf
3.2.7、启动slave1
redis-server /opt/master-slave/redis-6380.conf3.2.8、启动slave2
redis-server /opt/master-slave/redis-6381.conf
若启动有误，大家好好检查下配置，也可以看日志，3台机器启动会在 /opt/master-slave 目录产生日志，如下
3.2.9、查看主机的信息
通过redis-cli命令连接主机，如下
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6379 -a 123456通过下面命令，查看主机信息
info Replication
3.2.10、查看slave1的信息
通过下面2个命令查询从机slave1的信息
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6380 -a 123456
info Replication
3.2.11、同样查看slave2的信息
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6381 -a 123456
info Replication
3.2.12、验证主从同步效果
在master上面执行下面2个命令
192.168.200.129:6379> flushdb
OK
192.168.200.129:6379> set name ready
OK
192.168.200.129:6379> set age 30
OK
到slave1上执行下面命令，可以看出来数据已经同步过来了
192.168.200.129:6380> mget name age
1) "ready"
2) "30"
192.168.200.129:6380>
同样到slave2上也执行一下，效果如下
192.168.200.129:6381> mget name age
1) "ready"
2) "30"
192.168.200.129:6381>3.3、主从复制原理
- slave启动成功连接到master后，会给master发送数据同步消息（发送sync命令）
- master接收到slave发来的数据同步消息后，把主服务器的数据进行持久化到rdb文件，同时会收集接收到的用于修改数据的命令，master将传rdb文件发送给你slave，完成一次完全同步
- 全量复制：而slave服务在接收到master发来的rdb文件后，将其存盘并加载到内存
- 增量复制：master继续将收集到的修改命令依次传给slave，完成同步
- 但是只要重新连接master，一次完全同步（全量复制）将会被自动执行
3.4、小结
3.4.1、主redis挂掉以后情况会如何？从机是上位还是原地待命？
主机挂掉后，从机会待命，小弟还是小弟，会等着大哥恢复，不会篡位。
3.4.2、从挂掉后又恢复了，会继续从主同步数据么？
会的，当从重启之后，会继续将中间缺失的数据同步过来。
3.4.3、info Replication：查看主从复制信息
上面已经演示过了，主、从上都可以执行，用来查看主从信息。
4、常用的主从结构
4.1、一主二从
刚刚上面演示的就是一主二从，不过采用的都是配置文件的方式，实际上从机可以采用命令的方式配置，下面我们来演示一遍，大家看好了。
4.1.1、创建案例工作目录：master-slave
执行下面命令创建 /opt/master-slave 目录，本次所有操作，均在 master-slave 目录进行。
ps -ef | grep redis | awk -F" " '{print $2;}' | xargs kill -9 # 方便演示，停止所有的redis
mkdir /opt/master-slave
cd /opt/master-slave/
4.1.2、将redis.conf复制到master-slave目录
cp /opt/redis-6.2.1/redis.conf /opt/master-slave/4.1.3、创建master的配置文件：redis-6379.conf
在/opt/master-slave目录创建 redis-6379.conf 文件，内容如下，注意 192.168.200.129 是这个测试机器的ip，大家需要替换为自己的
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
port 6379
dbfilename dump_6379.rdb
pidfile /var/run/redis_6379.pid
logfile /opt/master-slave/6379.log
4.1.4、创建slave1的配置文件：redis-6380.conf
在/opt/master-slave目录创建 redis-6380.conf 文件，内容如下，和上面master的类似，只是将6379换成6380了
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
port 6380
dbfilename dump_6380.rdb
pidfile /var/run/redis_6380.pid
logfile /opt/master-slave/6380.log
4.1.5、创建slave2的配置文件：redis-6381.conf
include /opt/master-slave/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
requirepass 123456
dir /opt/master-slave/
port 6381
dbfilename dump_6381.rdb
pidfile /var/run/redis_6381.pid
logfile /opt/master-slave/6381.log
4.1.6、启动master
redis-server /opt/master-slave/redis-6379.conf
4.1.7、启动slave1
redis-server /opt/master-slave/redis-6380.conf
4.1.8、启动slave2
redis-server /opt/master-slave/redis-6381.conf4.1.9、分别登陆3台机器，查看各自主从信息
本次我们并没有在slave1和slave2的配置文件通过 slaveof 命令配置主从信息，所以目前3台机器的角色都是master。
分别登陆对3个redis，然后用 info replication 命令看下3个的主从信息，如下：
下面我们将通过控制台命令来指定slave1和slave2的为master的从库。
4.1.10、配置slave1为master的从库
执行下面命令，连接slave1
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6380 -a 123456
执行下面命令，设置master的密码
由于master需要密码，所以在slave1中需要指定master的密码，否则无法同步数据。
config set masterauth 123456执行下面命令，指定slave1的作为master的从机
slaveof 192.168.200.129 6379
如下，使用 info replication 查看下slave1的主从信息
4.1.11、配置slave1为master的从库
执行下面命令，连接slave2
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6381 -a 123456执行下面命令，设置master的密码
由于master需要密码，所以在slave2中需要指定master的密码，否则无法同步数据。
config set masterauth 123456执行下面命令，指定slave2的作为master的从机
slaveof 192.168.200.129 6379如下，使用 info replication 查看下slave2的主从信息
4.1.12、再来看看master的主从信息
[root@service ~]# redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6379 -a 123456
192.168.200.129:6379> info replication
注意：通过 slaveof 命令指定主从的方式，slave重启之后主从配置会失效，所以，重启后需要在slave上重新通过 slaveof 命令进行设置，这个不要忘记了。
中途通过 slaveof 变更转向，本地的数据会被清除，会从新的master重新同步数据。
4.2、薪火相传
若master下面挂很多slave，master会有压力，实际上slave下面也可以挂slave，如下图，配置这里就不演示了，和上面的类似。
4.3、反客为主
当master挂掉之后，我们可以从slave中选择一个作为主机。
比如我们想让slave1作为主机，那么可以在slave1上执行下面的命令就可以了。
slaveof no one此时slave1就变成主机了，然后再去其他slave上面执行 slaveof 命令将其挂在slave1上。
这种主备切换有个缺点：需要手动去执行命令去操作，不是太方便。
下面来介绍另外一种方式：哨兵模式，主挂掉之后，自动从slave中选举一个作为主机，自动实现故障转移。
5、哨兵(Sentinel)模式
5.1、什么是哨兵模式？
反客为主的自动版，能够自动监控master是否发生故障，如果故障了会根据投票数从slave中挑选一个作为master，其他的slave会自动转向同步新的master，实现故障自动转义。
5.2、原理
sentinel会按照指定的频率给master发送ping请求，看看master是否还活着，若master在指定时间内未正常响应sentinel发送的ping请求，sentinel则认为master挂掉了，但是这种情况存在误判的可能，比如：可能master并没有挂，只是sentinel和master之间的网络不通导致，导致ping失败。
为了避免误判，通常会启动多个sentinel，一般是奇数个，比如3个，那么可以指定当有多个sentinel都觉得master挂掉了，此时才断定master真的挂掉了，通常这个值设置为sentinel的一半，比如sentinel的数量是3个，那么这个量就可以设置为2个。
当多个sentinel经过判定，断定master确实挂掉了，接下来sentinel会进行故障转移：会从slave中投票选出一个服务器，将其升级为新的主服务器， 并让失效主服务器的其他从服务器slaveof指向新的主服务器； 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。
5.3、怎么玩？
5.3.1、需求：配置1主2从3个哨兵
下面我们来实现1主2从3个sentinel的配置，当从的挂掉之后，要求最少有2个sentinel认为主的挂掉了，才进行故障转移。
为了方便，我们在一台机器上进行模拟，我的机器ip是：192.168.200.129，通过端口来区分6个不同的节点（1个master、2个slave、3个sentinel），节点配置信息如下
5.3.2、创建案例工作目录：sentinel
执行下面命令创建 /opt/sentinel 目录，本次所有操作，均在 sentinel 目录进行。
# 方便演示，停止所有的redis
ps -ef | grep redis | awk -F" " '{print $2;}' | xargs kill -9
mkdir /opt/sentinel
cd /opt/sentinel/
5.3.3、将redis.conf复制到sentinel目录
redis.conf 是redis默认配置文件
cp /opt/redis-6.2.1/redis.conf /opt/sentinel/
5.3.4、创建master的配置文件：redis-6379.conf
在/opt/sentinel目录创建 redis-6379.conf 文件，内容如下，注意 192.168.200.129 是这个测试机器的ip，大家需要替换为自己的
include /opt/sentinel/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
dir /opt/sentinel/
port 6379
dbfilename dump_6379.rdb
pidfile /var/run/redis_6379.pid
logfile "./6379.log"5.3.5、创建slave1的配置文件：redis-6380.conf
在/opt/sentinel目录创建 redis-6380.conf 文件，内容如下，和上面master的类似，只是将6379换成6380了
include /opt/sentinel/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
dir /opt/sentinel/
port 6380
dbfilename dump_6380.rdb
pidfile /var/run/redis_6380.pid
logfile "./6380.log"5.3.6、创建slave2的配置文件：redis-6381.conf
在/opt/sentinel目录创建 redis-6381.conf 文件，内容如下
include /opt/sentinel/redis.conf
daemonize yes
bind 192.168.200.129
dir /opt/sentinel/
port 6381
dbfilename dump_6381.rdb
pidfile /var/run/redis_6381.pid
logfile "./6381.log"5.3.7、启动master、slave1、slave2
redis-server /opt/sentinel/redis-6379.conf
redis-server /opt/sentinel/redis-6380.conf
redis-server /opt/sentinel/redis-6381.conf5.3.8、配置slave1为master的从库
执行下面命令，连接slave1
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6380
执行下面命令，指定slave1的作为master的从机
slaveof 192.168.200.129 6379如下，使用 info replication 查看下slave1的主从信息
5.3.9、配置slave2为master的从库
执行下面命令，连接slave2
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6381
执行下面命令，指定slave2的作为master的从机
slaveof 192.168.200.129 6379如下，使用 info replication 查看下slave2的主从信息
5.3.10、验证主从复制是否正常
运行下面命令，连接master
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6379运行下面命令，查看master主从信息
info replication
在master中执行下面命令，写入数据
flushdb
set name jack如下，查看slave1中name的值
192.168.200.129:6380> get name
"jack"如下，查看slave2中name的值
192.168.200.129:6381> get name
"jack"
数据一致，说明同步正常。
5.3.11、创建sentinel1的配置文件：sentinel-26379.conf
在/opt/sentinel目录创建 sentinel-26379.conf 文件，内容如下
# 配置文件目录
dir /opt/sentinel/
# 日志文件位置
logfile "./sentinel-26379.log"
# pid文件
pidfile /var/run/sentinel_26379.pid
# 是否后台运行
daemonize yes
# 端口
port 26379
# 监控主服务器master的名字：mymaster，IP：192.168.200.129，port：6379，最后的数字2表示当Sentinel集群中有2个Sentinel认为master存在故障不可用，则进行自动故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.200.129 6379 2
# master响应超时时间（毫秒），Sentinel会向master发送ping来确认master，如果在20秒内，ping不通master，则主观认为master不可用
sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
# 故障转移超时时间（毫秒），如果3分钟内没有完成故障转移操作，则视为转移失败
sentinel failover-timeout mymaster 180000
# 故障转移之后，进行新的主从复制，配置项指定了最多有多少个slave对新的master进行同步，那可以理解为1是串行复制，大于1是并行复制
sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 指定mymaster主的密码（没有就不指定）
# sentinel auth-pass mymaster 123456
5.3.12、创建sentinel2的配置文件：sentinel-26380.conf
在/opt/sentinel目录创建 sentinel-26380.conf 文件，内容如下
# 配置文件目录
dir /opt/sentinel/
# 日志文件位置
logfile "./sentinel-26380.log"
# pid文件
pidfile /var/run/sentinel_26380.pid
# 是否后台运行
daemonize yes
# 端口
port 26380
# 监控主服务器master的名字：mymaster，IP：192.168.200.129，port：6379，最后的数字2表示当Sentinel集群中有2个Sentinel认为master存在故障不可用，则进行自动故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.200.129 6379 2
# master响应超时时间（毫秒），Sentinel会向master发送ping来确认master，如果在20秒内，ping不通master，则主观认为master不可用
sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
# 故障转移超时时间（毫秒），如果3分钟内没有完成故障转移操作，则视为转移失败
sentinel failover-timeout mymaster 180000
# 故障转移之后，进行新的主从复制，配置项指定了最多有多少个slave对新的master进行同步，那可以理解为1是串行复制，大于1是并行复制
sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 指定mymaster主的密码（没有就不指定）
# sentinel auth-pass mymaster 123456
5.3.13、创建sentinel3的配置文件：sentinel-26381.conf
在/opt/sentinel目录创建 sentinel-26381.conf 文件，内容如下
# 配置文件目录
dir /opt/sentinel/
# 日志文件位置
logfile "./sentinel-26381.log"
# pid文件
pidfile /var/run/sentinel_26381.pid
# 是否后台运行
daemonize yes
# 端口
port 26381
# 监控主服务器master的名字：mymaster，IP：192.168.200.129，port：6379，最后的数字2表示当Sentinel集群中有2个Sentinel认为master存在故障不可用，则进行自动故障转移
sentinel monitor mymaster 192.168.200.129 6379 2
# master响应超时时间（毫秒），Sentinel会向master发送ping来确认master，如果在20秒内，ping不通master，则主观认为master不可用
sentinel down-after-milliseconds mymaster 60000
# 故障转移超时时间（毫秒），如果3分钟内没有完成故障转移操作，则视为转移失败
sentinel failover-timeout mymaster 180000
# 故障转移之后，进行新的主从复制，配置项指定了最多有多少个slave对新的master进行同步，那可以理解为1是串行复制，大于1是并行复制
sentinel parallel-syncs mymaster 1
# 指定mymaster主的密码（没有就不指定）
# sentinel auth-pass mymaster 123456
5.3.14、启动3个sentinel
启动sentinel有2种方式
方式1：redis-server sentinel.conf --sentinel
方式2：redis-sentinel sentinel.conf
下面我们使用方式2来启动3个sentinel
/opt/redis-6.2.1/src/redis-sentinel /opt/sentinel/sentinel-26379.conf
/opt/redis-6.2.1/src/redis-sentinel /opt/sentinel/sentinel-26380.conf
/opt/redis-6.2.1/src/redis-sentinel /opt/sentinel/sentinel-26381.conf5.3.15、分别查看3个sentinel的信息
分别对3个sentinel执行下面命令，查看每个sentinel的信息
redis-cli -p sentinel的端口
info sentinel
sentinel1 的信息如下，其他2个sentinel的信息这里就不列了，大家自己去看一下
5.3.16、验证故障自动转移是否成功
step1：在master中执行下面命令，停止master
192.168.200.129:6379> shutdown
step2：等待2分钟，等待完成故障转移
sentinel中我们配置 down-after-milliseconds 的值是60秒，表示判断主机下线时间是60秒，所以我们等2分钟，让系统先自动完成故障转移。
step3：查看slave1的主从信息，如下
使用 info replication 命令查看主从信息
step4：查看slave2的主从信息，如下
slave2变成master了，且slave2变成slave1的从库了，完成了故障转移。
step5：下面验证下slave1和slave2是否同步
在slave2中执行下面命令
192.168.200.129:6381> set address china
OK
在slave1中执行下面命令，查询一下address的值，效果如下，说明slave2和slave1同步正常
192.168.200.129:6380> get address
"china"
5.3.17、恢复旧的master自动俯首称臣
当旧的master恢复之后，会自动挂在新的master下面，咱们来验证下是不是这样的。
step1：执行下面命令，启动旧的master
redis-server /opt/sentinel/redis-6379.confstep2：执行下面命令，连接旧的master
redis-cli -h 192.168.200.129 -p 6379
step3：执行下面命令，查看其主从信息
info replication
效果如下，确实和期望的一致。
5.4、更多Sentinel介绍
关于sentinel更多信息，见：Redis-Sentinel
5.5、SpringBoot整合Sentinel模式
5.5.1、引入redis的maven配置
org.springframework.boot
spring-boot-starter-data-redis
5.5.2、application.properties中配置redis sentinel信息
# redis sentinel主服务名称，这个可不是随便写的哦，来源于：sentinel配置文件中sentinelmonitor后面跟的那个名称
spring.redis.sentinel.master=mymaster
# sentinel节点列表(host:port)，多个之间用逗号隔开
spring.redis.sentinel.nodes=192.168.200.129:26379,192.168.200.129:26380,192.168.200.129:26381
# sentinel密码
#spring.redis.sentinel.password=
# 连接超时时间（毫秒）
spring.redis.timeout=60000
# Redis默认情况下有16个分片，这里配置具体使用的分片，默认是0
spring.redis.database=0
5.5.3、使用RedisTemplate工具类操作redis
springboot中使用RedisTemplate来操作redis，需要在我们的bean中注入这个对象，代码如下：
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
// 用下面5个对象来操作对应的类型
this.redisTemplate.opsForValue(); //提供了操作string类型的所有方法
this.redisTemplate.opsForList(); // 提供了操作list类型的所有方法
this.redisTemplate.opsForSet(); //提供了操作set的所有方法
this.redisTemplate.opsForHash(); //提供了操作hash表的所有方法
this.redisTemplate.opsForZSet(); //提供了操作zset的所有方法
5.5.4、RedisTemplate示例代码
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/**
* @className RedisController
* @date 2022/6/21
**/
@RestController
@RequestMapping("/redis")
public class RedisController {
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
@RequestMapping("/stringTest")
public String stringTest() {
this.redisTemplate.delete("name");
this.redisTemplate.opsForValue().set("name", "路人");
String name = this.redisTemplate.opsForValue().get("name");
return name;
}
@RequestMapping("/listTest")
public List listTest() {
this.redisTemplate.delete("names");
this.redisTemplate.opsForList().rightPushAll("names", "刘德华", "张学友", "郭富城", "黎明");
List courses = this.redisTemplate.opsForList().range("names", 0, -1);
return courses;
}
@RequestMapping("setTest")
public Set setTest() {
this.redisTemplate.delete("courses");
this.redisTemplate.opsForSet().add("courses", "java", "spring", "springboot");
Set courses = this.redisTemplate.opsForSet().members("courses");
return courses;
}
@RequestMapping("hashTest")
public Map hashTest() {
this.redisTemplate.delete("userMap");
Map map = new HashMap<>();
map.put("name", "路人");
map.put("age", "30");
this.redisTemplate.opsForHash().putAll("userMap", map);
Map userMap = this.redisTemplate.opsForHash().entries("userMap");
return userMap;
}
@RequestMapping("zsetTest")
public Set zsetTest() {
this.redisTemplate.delete("languages");
this.redisTemplate.opsForZSet().add("languages", "java", 100d);
this.redisTemplate.opsForZSet().add("languages", "c", 95d);
this.redisTemplate.opsForZSet().add("languages", "php", 70);
Set languages = this.redisTemplate.opsForZSet().range("languages", 0, -1);
return languages;
}
}