Redis发布订阅、主从复制和哨兵模式

Redis的发布与订阅

Redis 发布订阅(pub/sub)是一种消息通信模式：发送者(pub)发送消息，订阅者(sub)接收消息。

基本命令

• PSUBSCRIBE pattern [pattern..] 订阅一个或多个符合给定模式的频道。
• PUNSUBSCRIBE pattern [pattern..] 退订一个或多个符合给定模式的频道。
• PUBSUB subcommand [argument[argument]] 查看订阅与发布系统状态。
• PUBLISH channel message 向指定频道发布消息
• SUBSCRIBE channel [channel..] 订阅给定的一个或多个频道。
• UNSUBSCRIBE [channel [channel ...]] 退订一个或多个频道，如果没给定指定频道则推定所有的频道

示例

首先用两个客户端模拟一下

1、先用第一个客户端订阅某个频道

127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE wulei   # 订阅wulei这个频道
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)  # # 等待接收消息
1) "subscribe"  # 订阅成功的消息
2) "wulei"  
3) (integer) 1

2、用另外的一个客户端发送消息

3、我们看看第一个客户端有什么变化

退出频道直接CTRL+C

缺点

• 如果一个客户端订阅了频道，但自己读取消息的速度却不够快的话，那么不断积压的消息会使redis输出缓冲区的体积变得越来越大，这可能使得redis本身的速度变慢，甚至直接崩溃。
• 这和数据传输可靠性有关，如果在订阅方断线，那么他将会丢失所有在短线期间发布者发布的消息。

应用

• 消息订阅：公众号订阅，微博关注等等（起始更多是使用消息队列来进行实现）
• 多人在线聊天室。

稍微复杂的场景，我们就会使用消息中间件MQ处理。

Redis主从复制

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，只能由主节点复制到从节点（主节点以写为主、从节点以读为主）。

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点，一个主节点可以有0个或者多个从节点，但每个从节点只能有一个主节点。

作用

• 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的方式。
• 故障恢复：当主节点故障时，从节点可以暂时替代主节点提供服务，是一种服务冗余的方式
• 负载均衡：在主从复制的基础上，配合读写分离，由主节点进行写操作，从节点进行读操作，分担服务器的负载；尤其是在多读少写的场景下，通过多个从节点分担负载，提高并发量。
• 高可用基石：主从复制还是哨兵和集群能够实施的基础。

为什么使用集群

• 单台服务器难以负载大量的请求
• 单台服务器故障率高，系统崩坏概率大
• 单台服务器内存容量有限。

环境配置

• 下面用的比较多的命令：查看当前库的信息：info replication

然而要启动多个Redis服务，就需要多个配置文件，每个配置文件应该都不相同，所以就要修改配置文件的一下几个位置:

• port
• pid文件名
• log文件名
• rdb文件名

为什么没有修改aof文件名呢？因为它默认是不开启的，默认使用rdb

1、修改配置文件

示例一个：




其他的3个也要改

2、用3个不同的配置文件启动客户端

3、1主2从配置

默认情况下，每台Redis服务器都是主节点；我们一般情况下只用配置从机就好了！(现在先手动配置)

• 使用SLAVEOF host port就可以为从机配置主机了。

主机：6379
从机：6380、6381

看看两个从机的状态：

另外一台6381也是一样的

现在来看看主机的状态

现在的主从只是通过命令来设置的，只是暂时的，没错，在开发中是直接通过配置配置文件来永久实现

只用配置从机的配置就行了

使用规则

• 主机可读可写，从机只读不能写
• 当主机断电宕机后（从机正常），默认情况下从机的角色不会发生变化 ，集群中只是失去了写操作，当主机恢复以后，又会连接上从机恢复原状
• 当从机断电宕机后（主机正常），若不是使用配置文件配置的从机，再次启动后作为主机是无法获取之前主机的数据的，若此时重新配置称为从机，又可以获取到主机的所有数据。这里就要提到一个同步原理
• 第二条中提到，默认情况下，主机故障后，不会出现新的主机，有两种方式可以产生新的主机：
  • 从机手动执行命令slaveof no one让自己变成主机,然后让别的从机手动连接自己
  • 使用哨兵模式（自动选举）

哨兵模式

主从切换技术的方法是：当主服务器宕机后，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

概述

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

作用

• 通过发送命令，让Redis服务器返回监控其运行状态，包括主服务器和从服务器。
• 当哨兵监测到master宕机，会自动将slave切换成master，然后通过发布订阅模式通知其他的从服务器，修改配置文件，让它们切换主机

然而一个哨兵进程对Redis服务器进行监控，可能会出现问题，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。

故障切换（failover）过程。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。这样对于客户端而言，一切都是透明的。

测试:(我这里就直接手写吧)
1、先启动上面一主二从
2、然后添加一个配置文件sentinel.conf到你自己专门的配置文件夹中，内容如下

# 配置监听的主服务器
#这里sentinel monitor代表监控
#mymaster代表服务器的名称，可以自定义
#127.0.0.1代表监控的主服务器
#6379代表端口
#1代表只有一个或一个以上的哨兵认为主服务器不可用的时候，才会进行failover操作。

sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1

# sentinel author-pass定义服务的密码，mymaster是服务名称，123456是Redis服务器密码(如果有的话要写，我这里没设置密码)
# sentinel auth-pass  

#sentinel auth-pass mymaster 123456

3、启动一个哨兵

4、现在让主机6379宕机，要等一会，因为哨兵配置文件里面也有默认配置

5、你也可以开启多个哨兵尝试一下

优点：

• 哨兵集群，基于主从复制模式，所有主从复制的优点，它都有
• 主从可以切换，故障可以转移，系统的可用性更好
• 哨兵模式是主从模式的升级，手动到自动，更加健壮

缺点：

• Redis不好在线扩容，集群容量一旦达到上限，在线扩容就十分麻烦
• 实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的，里面有很多配置项

哨兵模式的全部配置文件

# Example sentinel.conf
 
# 哨兵sentinel实例运行的端口 默认26379
port 26379
 
# 哨兵sentinel的工作目录
dir /tmp
 
# 哨兵sentinel监控的redis主节点的 ip port 
# master-name  可以自己命名的主节点名字 只能由字母A-z、数字0-9 、这三个字符".-_"组成。
# quorum 当这些quorum个数sentinel哨兵认为master主节点失联 那么这时 客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor    
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 1
 
# 当在Redis实例中开启了requirepass foobared 授权密码 这样所有连接Redis实例的客户端都要提供密码
# 设置哨兵sentinel 连接主从的密码 注意必须为主从设置一样的验证密码
# sentinel auth-pass  
sentinel auth-pass mymaster MySUPER--secret-0123passw0rd
 
 
# 指定多少毫秒之后 主节点没有应答哨兵sentinel 此时 哨兵主观上认为主节点下线 默认30秒
# sentinel down-after-milliseconds  
sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
 
# 这个配置项指定了在发生failover主备切换时最多可以有多少个slave同时对新的master进行 同步，
这个数字越小，完成failover所需的时间就越长，
但是如果这个数字越大，就意味着越 多的slave因为replication而不可用。
可以通过将这个值设为 1 来保证每次只有一个slave 处于不能处理命令请求的状态。
# sentinel parallel-syncs  
sentinel parallel-syncs mymaster 1
 
# 故障转移的超时时间 failover-timeout 可以用在以下这些方面： 
#1. 同一个sentinel对同一个master两次failover之间的间隔时间。
#2. 当一个slave从一个错误的master那里同步数据开始计算时间。直到slave被纠正为向正确的master那里同步数据时。
#3.当想要取消一个正在进行的failover所需要的时间。  
#4.当进行failover时，配置所有slaves指向新的master所需的最大时间。不过，即使过了这个超时，slaves依然会被正确配置为指向master，但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout  
sentinel failover-timeout mymaster 180000
 
# SCRIPTS EXECUTION
 
#配置当某一事件发生时所需要执行的脚本，可以通过脚本来通知管理员，例如当系统运行不正常时发邮件通知相关人员。
#对于脚本的运行结果有以下规则：
#若脚本执行后返回1，那么该脚本稍后将会被再次执行，重复次数目前默认为10
#若脚本执行后返回2，或者比2更高的一个返回值，脚本将不会重复执行。
#如果脚本在执行过程中由于收到系统中断信号被终止了，则同返回值为1时的行为相同。
#一个脚本的最大执行时间为60s，如果超过这个时间，脚本将会被一个SIGKILL信号终止，之后重新执行。
 
#通知型脚本:当sentinel有任何警告级别的事件发生时（比如说redis实例的主观失效和客观失效等等），将会去调用这个脚本，
#这时这个脚本应该通过邮件，SMS等方式去通知系统管理员关于系统不正常运行的信息。调用该脚本时，将传给脚本两个参数，
#一个是事件的类型，
#一个是事件的描述。
#如果sentinel.conf配置文件中配置了这个脚本路径，那么必须保证这个脚本存在于这个路径，并且是可执行的，否则sentinel无法正常启动成功。
#通知脚本
# sentinel notification-script  
  sentinel notification-script mymaster /var/redis/notify.sh
 
# 客户端重新配置主节点参数脚本
# 当一个master由于failover而发生改变时，这个脚本将会被调用，通知相关的客户端关于master地址已经发生改变的信息。
# 以下参数将会在调用脚本时传给脚本:
#       
# 目前总是“failover”,
# 是“leader”或者“observer”中的一个。 
# 参数 from-ip, from-port, to-ip, to-port是用来和旧的master和新的master(即旧的slave)通信的
# 这个脚本应该是通用的，能被多次调用，不是针对性的。
# sentinel client-reconfig-script  
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh