Redis高可用之持久化、主从复制（附配置实例）

一、Redis高可用

1.1 简介

在web服务器中，高可用是指服务器可以正常访问的时间，衡量的标准是在多长时间内可以提供正常服务（99.9%、99.99%、99.999%等等）。
但是在Redis语境中，高可用的含义似乎要宽泛一些，除了保证提供正常服务（如主从分离、快速容灾技术），还需要考虑数据容量的扩展、数据安全不会丢失等。

1.2 高可用策略

策略	概述
持久化	持久化是最简单的高可用方法，主要作用是数据备份，即将数据存储在硬盘，保证数据不会因进程退出而丢失。
主从复制	主从复制是高可用Redis的基础，主要实现了数据的多机备份，以及对于读操作的负载均衡和简单的故障恢复
哨兵	在主从复制的基础上，哨兵实现了自动化的故障恢复。缺陷：写操作无法负载均衡，存储能力受到单机的限制。
集群	通过集群，Redis解决了写操作无法负载均衡，以及存储能力受到单机限制的问题，实现了较为完善的高可用方案。

二、Redis 持久化

2.1 简介

Redis是内存数据库，数据都是存储在内存中，为了避免服务器断电等原因导致Redis进程异常退出后数据的永久丢失，需要定期将Redis中的数据以某种形式（数据或命令）从内存保存到硬盘；

当下次Redis重启时，利用持久化文件实现数据恢复。

除此之外，为了进行灾难备份，可以将持久化文件拷贝到一个远程位置。

2.2 Redis 的 两种持久化方式

2.2.1 RDB持久化

定时把redis内存中的数据进行快照并压缩保存到硬盘；

RDB持久化保存的文件占用空间小，网络传输快，恢复速度也比AOF快，性能影响比AOF更小；

实时性不如AOF，兼容性较差，持久化期间在fork子进程时会阻塞reids父进程。

2.2.2 AOF持久化

以追加的方式将Redis写操作的命令记录到文件中；

实时性比RDB好，支持秒级持久化，兼容性较好；

持久化保存的文件占用磁盘空间更大，恢复速度更慢，性能影响更大，AOF文件重写期间在fork子进程时会阻塞reids父进程；

两者区别可通过 *工作方式、实时性、磁盘占用、恢复速度、兼容性、IO性能影响等方面进行阐述。

三、Redis主从复制

3.1 什么是主从复制？

Redis主从复制是一种常见的数据复制机制，用于在不同的Redis服务器之间同步数据。

在主从复制中，一个Redis服务器充当主服务器（master），负责接收和处理写入操作，而其他的Redis服务器充当从服务器（slave），通过复制主服务器的数据来保持与主服务器的数据同步。

Redis主从复制是实现读写分离、Redis高可用等的基础。

3.2 为什么要用主从复制？

1）产生Redis单机故障时，可用通过从服务器上进行恢复数据；

2）Redis要实现高可用、高并发，单个Redis也就只能支持几万的QPS，必须以集群的形式提供服务，而集群中又以多个主从组成。

3）主从是以多个redis集合在一起，以一个master多个slave为模式对外提供服务，master主要以写为主，slave提供读，即是读写分离的情况，以读多写少为准。

3.3 主从复制的特性

1）一个master可以有多个slave；

2）一个slave只能有一个master;

3） 数据流是单向的,master到slave；

4）主从复制底层依赖与RDB方式进行全量复制。

3.4 主从复制工作原理

Redis主从之间的复制分为两部分:全量复制和增量复制。

3.4.1 全量复制

Redis在第一次实现主从关系时会进行全量复制。

1）Slave 通过 psync命令同步数据与Master建立socket长连接；

2）Master 收到psync命令,执行bgsave语句生成RDB快照；

3）Master发送RDB数据；

4）Slave清空数据并加载Master发来的RDB数据；

5）Master将生成RDB文件过程中，修改的数据，从repl buffer发送给Slave；

6）Slave执行接收到的修改命令；

7）Master通过socket长连接持续把写命令发送给从接单，保证数据一致性。

3.4.2 增量复制

如果由于网络原因造成原因造成主从断开，期间有数据写入master，再次形成主从时，会形成增量复制。

1）Slave连接断开；

2）Master最近数据的修改命令的缓存；

3）Slave重新建立Socket长连接到master；

4）Slave psync命令同步数据: offset偏移量控制；

5）Master判断 Slave的offset。如果在repl backlog buffer中,Master会将缓存中从salve的offset之后数据一次性同步给salve节点,否则会全量同步；

6）Master通过socket长连接持续把写命令发送给从节点，保证主从一致性。

3.5 Redis主从同步策略

主从刚刚连接的时候，进行全量同步；全同步结束后，进行增量同步。

当然，如果有需要，slave 在任何时候都可以发起全量同步。

redis 策略是，无论如何，首先会尝试进行增量同步，如不成功，要求从机进行全量同步

四、搭建Redis主从复制

节点服务器	IP地址
Master	192.168.2.100
Slave1	192.168.2.102
Slave2	192.168.2.103

#开机自动关闭防火墙
systemctl  disable firewalld --now

#永久关闭selinux
sed -i 's/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config

Step1 所有节点服务器安装Redis

安装过程见 Redis安装部署和常用命令_白幽幽白的博客-CSDN博客

Step2 Master节点修改 Redis 配置文件

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

bind 0.0.0.0							#87行，修改监听地址为0.0.0.0
protected-mode no						#111行，将本机访问保护模式设置no
port 6379								#138行，Redis默认的监听6379端口
daemonize yes							#309行，设置为守护进程，后台启动
pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid		#341行，指定 PID 文件
logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"	#354行，指定日志文件
dir /usr/local/redis/data				#504行，指定持久化文件所在目录
#requirepass abc123						#1037行，可选，设置redis密码
appendonly yes							#1380行，开启AOF

systemctl restart redis-server.service

Step3 Slave节点修改 Redis 配置文件

Slave1

vim /usr/local/redis/conf/redis.conf

bind 0.0.0.0							
#87行，修改监听地址为0.0.0.0

protected-mode no						
#111行，将本机访问保护模式设置no

port 6379								
#138行，Redis默认的监听6379端口

daemonize yes							
#309行，设置为守护进程，后台启动

pidfile /usr/local/redis/log/redis_6379.pid		#341行，指定 PID 文件

logfile "/usr/local/redis/log/redis_6379.log"	#354行，指定日志文件

dir /usr/local/redis/data				
#504行，指定持久化文件所在目录

replicaof 192.168.2.100 6379			
#528行，指定要同步的Master节点IP和端口

masterauth abc123						
#535行，可选，指定Master节点的密码，仅在Master节点设置了requirepass

requirepass abc123						
#1038行，可选，设置redis密码

appendonly yes							
#1380行，开启AOF

systemctl restart redis-server.service

Slave2

#远程传输
scp 192.168.2.102:/usr/local/redis/conf/redis.conf /usr/local/redis/conf/redis.conf

systemctl restart redis-server.service

Step4 主从效果验证

#在Master节点上看日志：
tail -f /usr/local/redis/log/redis_6379.log 

#在Master节点上验证从节点：
redis-cli -a abc123 info replication -a