主从复制认识
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:
- 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。
- 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。
- 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。
- 高可用(集群)基石: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。
一般来说,要将Redis运用于工程项目中,只使用一台Redis是万万不能的(宕机),原因如下:
- 从结构上:单个Redis服务器会发生单点故障,并且一台服务器需要处理所有的请求负载,压力较大;
- 从容量上:单个Redis服务器内存容量有限,就算一台Redis服务器内存容量为256G,也不能将所有 内存用作Redis存储内存,一般来说,单台Redis大使用内存不应该超过20G。
环境配置
只配置从库,不用配置主库
127.0.0.1:6379> info replication # 查看当前库的信息
# Replication
role:master # 角色
connected_slaves:0 # 没有从机
master_replid:7686391446118c355a8bc7f7ad72607293de360f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
master_repl_meaningful_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0
复制3个配置文件,模拟集群,并更改相应的配置信息
cp redis.conf redis79.conf
cp redis.conf redis80.conf
cp redis.conf redis81.conf
得到以下三个配置文件
[root@xiaoyequ jiaconfig]# ls
dump.rdb redis79.conf redis80.conf redis81.conf redis.conf
更改相应配置(以 redis80.conf 为例)
port 6380
pidfile /var/run/redis_6380.pid
logfile "6380.log"
dbfilename dump6380.rdb
测试环境
修改完毕之后,启动我们的3个redis服务器,可以通过进程信息查看
# 运行配置文件
[root@xiaoyequ jiaconfig]# redis-server redis79.conf
[root@xiaoyequ jiaconfig]# redis-server redis80.conf
[root@xiaoyequ jiaconfig]# redis-server redis81.conf# 查看进程
[root@xiaoyequ jiaconfig]# ps -ef|grep redis
root 3112 1 0 14:11 ? 00:00:00 redis-server *:6379
root 3118 1 0 14:11 ? 00:00:00 redis-server *:6380
root 3124 1 0 14:11 ? 00:00:00 redis-server *:6381
root 3130 2997 0 14:12 pts/0 00:00:00 grep --color=auto redis
一主二从
默认情况下,每台Redis服务器都是主节点,我们一般只用配置一台主机就好了
认老大~ 一主( 79 )二从( 80、81 )
slaveof 127.0.0.1 6379
结果(redis80 从):
127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 从机
master_host:127.0.0.1 # 主机地址
master_port:6379 # 主机端口
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:2
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:14
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:26c6b65cf4b370aad9fbb8c0300285400f88368f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:14
master_repl_meaningful_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:14
如果显示 master_link_status:down 去相应的配置文件中修改对应主机密码
masterauth ****** # 密码
结果(redis79 主):
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1 # 多了从机的配置
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=28,lag=0 # 多了从机的配置(6380)
master_replid:26c6b65cf4b370aad9fbb8c0300285400f88368f
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:28
master_repl_meaningful_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:28
真实的从主配置应该在配置文件中配置,这样的话是永久的,我们这里使用的是命令是暂时的
细节:
- 主机可以写,可以读(不需要);从机只能写,不能读
- 主机断开连接:从机依旧连接到主机的,但是没有写操作;这个时候,主机如果回来了,从机依旧可以直接获取到主机写的信息
- 从机断开连接:如果是使用命令行来配置的主从,这个时候如果从机重启了,就会变回主机!只要变为从机,立马就会从主机中获取值
原理:
- Slave 启动成功连接到 master 后会发送一个sync同步命令,Master 接到命令,启动后台的存盘进程,同时收集所有接收到的用于修改数据集命令,在后台进程执行完毕之后,master将传送整个数据文件到slave,并完成一次完全同步。
- 全量复制:而slave服务在接收到数据库文件数据后,将其存盘并加载到内存中(但是只要是重新连接 master , 一次完全同步(全量复制)将被自动执行)
- 增量复制:Master 继续将新的所有收集到的修改命令依次传给slave,完成同步
宕机后手动配置主机
此时的 6380 依然是从节点
如果主机断开了连接,我们可以使用 SLAVEOF no one 让自己变成主机;如果这个时候老大修复了,那就重新设置
哨兵模式
自动选举老大
概述
- 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。Redis从2.8开始正式提供了Sentinel(哨兵) 架构来解决这个问题。
- 谋朝篡位的自动版,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。
哨兵的作用:
- 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。
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。
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。
测试
1、创建 sentinel.conf 文件
vim sentinel.conf
sentinel monitor 被监控的名称 host port 1 sentinel monitor myredis 127.0.0.1 6379 1
# 设置密码 sentinel auth-pass mymaster ******
“sentinel monitor” 后面的这个数字1,代表主机挂了,从机投票看让谁接替成为主机,票数最多的就会成为主机
2、启动哨兵
redis-sentinel sentinel.conf
3、当主机6379意外宕机
此时,6381成为主机
如果主机此时回来了,只能归并到新的主机下,当做从机,这就是哨兵模式的规则
优点:
- 哨兵集群,基于主从复制模式,所有的主从配置优点,它全有
- 主从可以切换,故障可以转移,系统的可用性就会更好
- 哨兵模式就是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮!
缺点:
- Redis 不好在线扩容,集群容量一旦到达上限,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,里面有很多选择
哨兵模式的全部配置
# 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 配置多少个 sentinel 哨兵统一认为 master 主节点失联,那么这时客观上认为主节点失联了
# sentinel monitor <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
sentinel monitor mymaster 127.0.0.1 6379 2# 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 <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster ******# 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 <master-name> <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 <master-name> <numslaves>
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master,但是就不按parallel-syncs所配置的规则来了
# 默认三分钟
# sentinel failover-timeout <master-name> <milliseconds>
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sentine1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sentine7.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
# sentine1 notification-script <master-name> <script-path>
sentine1 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:
# <master-name> <ro1e> <state> <from-ip> <from-port> <to-ip> <to-port>
# 目前<state>总是“failover”,
# <role>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 <master-name> <script-path>
sentine1 client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh