序言

在之前简单实现了一下Redis的主从复制
那么这一篇就来解释一下他的原理和其他问题
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1. 主从复制说明

1.1 面临问题

在实际的场景当中单一节点的redis容易面临风险。
比如:

  1. 机器故障。我们部署到一台Redis服务器,当发生机器故障时,需要迁移到另外一塔服务器并且保证数据是同步的。而数据是最重要的,如果你不在乎,基本上也就不会使用Redis了
  2. 容量瓶颈。当我们有需求需要扩容Redis内存时,从16G的内存升到64G,单机肯定满足不了。当然,你可以从新买个128G的新机器

要实现分布式数据库的更大的存储容量和承受高并发访问量,我们会将原来集中式数据库的数据分别存储到其他多个网络节点上。
Redis为了解决这个单一节点的问题,也会把数据复制多个副本部署到其他节点上进行复制,实现Redis的高可用,实现对数据的冗余备份,从而保证数据和服务的高可用

1.2 什么是主从复制

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主从复制,是将一台Redis的服务器的数据,复制到其他的Redis服务器。前者为主节点(master),后者称为从节点(slave),数据的复制是单向的,只能从主节点到从节点
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很多个从节点(或者没有节点),但一个从节点只能有一个主节点

2. 主从复制的作用

  1. 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。
  2. 故障恢复:当主节点出现问题时,可以有从节点提供服务,实现快速的故障修复,实际上是一种服务的冗余
  3. 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(既写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情况下,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
  4. 读写分离:可以用于实现读写分离,主库写,从库读,读写分离不仅可以提高服务器的负载能力,同时可根据需求的变化,改变从库的数量
  5. 高可用的基石: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

3. 主从复制的启用

从节点开启主从复制有三种方式

  1. 配置文件 : 在从服务器的配置文件中假如:slaveof master-ip master-port
  2. 启动命令:redis-server 启动命令后边加入 —slaveof master-ip master-port
  3. 客户端命令:使用redis-cli进入客户端后输入slaveof master-ip master-port

4. 主从复制原理

主从复制的原理以及过程必须要掌握,这样我们才知道为什么会出现这些问题
主从复制过程大体可以分为3个阶段:连接建立阶段(即准备阶段)、数据同步阶段、命令传播阶段。
在从节点执行slaveof命令后,复制过程便开始运作,下面图示大概可以看到,从图中可以看出复制过程大致分为6个过程
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  1. 保存主节点(master)信息执行slaveof 后Redis会打印出如下日志

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  1. 从节点(slave)内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑,当定时任务发现存在新的的主节点后,会尝试与该节点建立网络连接

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从节点与主节点建立网络连接
从节点会建立一个socket套接字,从节点建立了一个端口为51234的套接字,专门用于接受猪节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印日志如下
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如果从节点无法建立连接,定时任务会无限重试直到连接成功或者执行slaveof no one
关于连接失败,可以在从节点执行info replication查看master_link_down_since_seconds指标,他会记录与主节点连接失败的系统时间。从节点连接主节点失败也会每秒打印日志
# Error condition on socket for SYNC: {socket_error_reason}

  1. 发送ping命令

连接建立成功后从节点发送ping请求进行首次通信,ping请求只要目的是
检测主从之间网络套接字是否可用。
检测主节点当前是否可接受处理命令
如果发送 ping 命令后,从节点没有收到主节点的 pong 回复或者超时,比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令,从节点会断开复制连接,下次定时任务会发起重连。

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从节点发送的 ping 命令成功返回,Redis 打印如下日志,并继续后续复制流程:
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  1. 权限验证。如果主节点设置了 requirepass 参数,则需要密码验证,从节点必须配置 masterauth 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证;如果验证失败复制将终止,从节点重新发起复制流程。
  2. 同步数据集。主从复制连接正常通信后,对于首次建立复制的场景,主节点会把持有的数据全部发送给从节点,这部分操作是耗时最长的步骤
  3. 命令持续复制。当主节点把当前的数据同步给从节点后,便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点,保证主从数据一致性

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