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redis专题系列15 -- redis 集群模式之主从模式

bigegpt 2024-08-12 14:17 2 浏览

redis集群模式通常有3种:主从模式,哨兵模式,Cluster集群模式,本文带大家详细了解一下。

主从模式

架构模型如下:


为了避免单点故障,通常的做法是将数据库复制多个副本以部署在不同的服务器上,这样即使有一台服务器出现故障,其他服务器依然可以继续提供服务。为此, Redis 提供了复制(replication)功能,可以实现当一台数据库中的数据更新后,自动将更新的数据同步到其他数据库上

  在复制的概念中,数据库分为两类,一类是主数据库(master),另一类是从数据库(slave)。主数据库可以进行读写操作,当写操作导致数据变化时会自动将数据同步给从数据库。而从数据库一般是只读的,并接受主数据库同步过来的数据。一个主数据库可以拥有多个从数据库,而一个从数据库只能拥有一个主数据库。

 此种模式非常类似于RDBMS的读写分离,对比分析更容易理解。 

配置:

主数据库不用配置,从数据库需从其配置文件(redis.conf)中加载主数据库的信息,也可以在启动时,使用 redis-server --port 6380 --slaveof 127.0.0.1 6379 命令指明主数据库的 IP 和端口。从数据库一般是只读,可以改为可写,但写入的数据很容易被主同步没,所以还是只读就可以。也可以在运行时使用 slaveof ip port 命令,停止原来的主,切换成刚刚设置的主, slaveof no one会把自己变成主。

原理:



1.从数据库连接主数据库,发送SYNC命令;

2.主数据库接收到SYNC命令后,开始执行BGSAVE命令生成RDB文件并使用缓冲区记录此后执行的所有写命令;

3.主数据库BGSAVE执行完后,向所有从数据库发送快照文件,并在发送期间继续记录被执行的写命令;

4.从数据库收到快照文件后丢弃所有旧数据,载入收到的快照;

5.主数据库快照发送完毕后开始向从数据库发送缓冲区中的写命令;

6-7.从数据库完成对快照的载入,开始接收命令请求,并执行来自主数据库缓冲区的写命令;(从数据库初始化完成

8.主数据库每执行一个写命令就会向从数据库发送相同的写命令,从数据库接收并执行收到的写命令(从数据库初始化完成后的操作

出现断开重连后,2.8之后的版本会将断线期间的命令传给从数据库,增量复制。

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 的策略是,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。


优势:

  • 支持主从复制,主机会自动将数据同步到从机,可以进行读写分离;
  • 为了分载Master的读操作压力,Slave服务器可以为客户端提供只读操作的服务,写服务仍然必须由Master来完成;
  • Slave同样可以接受其它Slaves的连接和同步请求,这样可以有效的分载Master的同步压力;
  • Master Server是以非阻塞的方式为Slaves提供服务。所以在Master-Slave同步期间,客户端仍然可以提交查询或修改请求;
  • Slave Server同样是以非阻塞的方式完成数据同步。在同步期间,如果有客户端提交查询请求,Redis则返回同步之前的数据;
  • 缺点:

  • Redis不具备自动容错和恢复功能,主机从机的宕机都会导致前端部分读写请求失败,需要等待机器重启或者手动切换前端的IP才能恢复;
  • 主机宕机,宕机前有部分数据未能及时同步到从机,切换IP后还会引入数据不一致的问题,降低了系统的可用性;
  • 如果多个Slave断线了,需要重启的时候,尽量不要在同一时间段进行重启。因为只要Slave启动,就会发送sync请求和主机全量同步,当多个 Slave 重启的时候,可能会导致 Master IO剧增从而宕机。
  • 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;

  • 示例

    备注:windows10 X64, redis 3.2.100 64bit

    1,在安装目录下,复制两份配置文件,分别命名为redis.windows.6380.conf,redis.windows.6381.conf,master的配置文件为redis.windows.conf.

    2.更改redis.windows.6380.conf的参数为

    port 6380 dbfilename dump_6380.rdb slaveof 127.0.0.1 6379 masterauth foobared //如果master设置了密码,需要配置此项

    3.更改redis.windows.6380.conf的参数为

    port 6381
    dbfilename dump_6381.rdb
    slaveof 127.0.0.1 6379
    masterauth foobared //如果master设置了密码,需要配置此项

    4.启动master

    redis-server C:\Redis-x64-3.2.100\redis.windows.conf

    5.开启2个新的cmd分别启动2个slave

    redis-server C:\Redis-x64-3.2.100\redis.windows.6380.conf
    redis-server C:\Redis-x64-3.2.100\redis.windows.6381.conf

    启动成功可以看到如下日志:

    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 # Server started, Redis version 3.2.100
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * DB loaded from disk: 0.000 seconds
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * The server is now ready to accept connections on port 6380
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 - 0 clients connected (0 slaves), 631504 bytes in use
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * Connecting to MASTER 127.0.0.1:6379
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * MASTER <-> SLAVE sync started
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * Non blocking connect for SYNC fired the event.
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * Master replied to PING, replication can continue...
    [4704] 10 Dec 14:02:34.120 * Partial resynchronization not possible (no cached master)
    [4704] 10 Dec 14:02:34.136 * Full resync from master: dd60020b5eebafb39b34c0c21a557d36e8505b96:1
    [4704] 10 Dec 14:02:34.292 * MASTER <-> SLAVE sync: receiving 164835 bytes from master
    [4704] 10 Dec 14:02:34.292 * MASTER <-> SLAVE sync: Flushing old data
    [4704] 10 Dec 14:02:34.292 * MASTER <-> SLAVE sync: Loading DB in memory
    [4704] 10 Dec 14:02:34.307 * MASTER <-> SLAVE sync: Finished with success

    6.验证测试

    使用客户端连接到master

    127.0.0.1:6379> set slave1 slave1
    OK
    127.0.0.1:6379> get slave1
    "slave1"

    此时分别在2个slave上读取:

    127.0.0.1:6380> get slave1
    "slave1"
    
    127.0.0.1:6381> get slave1
    "slave1"

    在slave更改slave1的值

    127.0.0.1:6380> set slave1 slave2
    (error) READONLY You can't write against a read only slave.

    slave为只读,不能写入

    7.数据库文件


    数据库文件大小一致,6380和6381都同步了master的数据。

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