主从复制
1.简介
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。
主从复制的作用主要包括:
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。
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
(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。
4、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:
1、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;
2、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最大使用内存不应该超过20G。
电商网站上的商品,一般都是一次上传,无数次浏览的,说专业点也就是"多读少写"。
2.环境配置
只配置从库,不用配置主库!
查看当前库的信息:info replication
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master # 角色
connected_slaves:0 # 从机数量
master_replid:3b54deef5b7b7b7f7dd8acefa23be48879b4fcff
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0
既然需要启动多个服务,就需要多个配置文件。每个配置文件对应修改以下信息:
- 端口号
- pid文件名
- 日志文件名
- rdb文件名
启动单机多服务集群
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!
一主二从
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!
认老大! 一主 (79)二从(80,81)
127.0.0.1:6380> SLAVEOF 127.0.0.1 6379 # SLAVEOF host 6379 找谁当自己的老大!
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave # 当前角色是从机
master_host:127.0.0.1 # 可以的看到主机的信息
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:3
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:14
slave_priority:100
slave_read_only:1
connected_slaves:0
master_replid:a81be8dd257636b2d3e7a9f595e69d73ff03774e
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:14
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:14
主机中查看
# 在主机中查看!
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=42,lag=1 # 多了从机的配置
master_replid:a81be8dd257636b2d3e7a9f595e69d73ff03774e
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:42
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:42
如果两个都配置完了,就是有两个从机的
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,暂时的!
配置文件配置:
细节:主机可以写,从机不能写只能读!主机中的所有信息和数据,都会自动被从机保存!
主机写:
从机读:
测试: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!
如果是使用命令行,来配置的主从,这个时候如果重启了,就会变回主机!只要变为从机,立马就会从主机中获取值!
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!其他的节点就可以手动连接到最新的主节点(手动)!如果这个时候老大修复了,那么就重新连接!
总结:
1.从机只能读,不能写,主机可读可写但是多用于写。
2.当主机断电宕机后,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。
3.当从机断电宕机后,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。
4.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
,这样执行以后从机会独立出来成为一个主机 - 使用哨兵模式(自动选举)
复制原理
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。
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
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! 我们的数据一定可以在从机中看到!
3.另一种主从复制模式
哨兵模式
转载地址
简介
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。
哨兵模式能够在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。
哨兵模式机制
单机单个哨兵:
这里的哨兵有两个作用
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。
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:Redis配置哨兵模式
配置3个哨兵和1主2从的Redis服务器来演示这个过程。
首先配置Redis的主从服务器,修改redis.conf文件如下
# 使得Redis服务器可以跨网络访问
bind 0.0.0.0
# 设置密码
requirepass "123456"
# 指定主服务器,注意:有关slaveof的配置只是配置从服务器,主服务器不需要配置
slaveof 192.168.11.128 6379
# 主服务器密码,注意:有关slaveof的配置只是配置从服务器,主服务器不需要配置
masterauth 123456
上述内容主要是配置Redis服务器,从服务器比主服务器多一个slaveof的配置和密码。
配置3个哨兵,每个哨兵的配置都是一样的。在Redis安装目录下有一个sentinel.conf文件,copy一份进行修改
# 禁止保护模式
protected-mode no
# 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,
#192.168.11.128代表监控的主服务器,6379代表端口,
#2代表只有两个或两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 192.168.11.128 6379 2
# sentinel author-pass定义服务的密码,mymaster是服务名称,123456是Redis服务器密码
# sentinel auth-pass <master-name> <password>
sentinel auth-pass mymaster 123456
上述关闭了保护模式,便于测试。
有了上述的修改,我们可以进入Redis的安装目录的src目录,通过下面的命令启动服务器和哨兵
# 启动Redis服务器进程
./redis-server ../redis.conf
# 启动哨兵进程
./redis-sentinel ../sentinel.conf
注意启动的顺序。首先是主机(192.168.11.128)的Redis服务进程,然后启动从机的服务进程,最后启动3个哨兵的服务进程。
如果Master 节点断开了,这个时候就会从从机中随机选择一个服务器! (这里面有一个投票算法!)
如果主机回来了,只能归并到新的主机下,当做从机,这就是哨兵模式的规则!
哨兵模式优缺点
优点:
1.哨兵集群,基于主从复制模式,所有主从复制的优点,它都有
2.主从可以切换,故障可以转移,系统的可用性更好
3.哨兵模式是主从模式的升级,手动到自动,更加健壮
缺点:
1.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
2.实现哨兵模式的配置其实是很麻烦的,里面有很多配置项
完整的哨兵模式配置文件 sentinel.conf
# 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 <master-name> <ip> <redis-port> <quorum>
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 <master-name> <password>
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 <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 <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 <master-name> <script-path>
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:
# <master-name> <role> <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>
sentinel client-reconfig-script mymaster /var/redis/reconfig.sh
Java中使用哨兵模式
/**
* 测试Redis哨兵模式
* @author liu
*/
public class TestSentinels {
@SuppressWarnings("resource")
@Test
public void testSentinel() {
JedisPoolConfig jedisPoolConfig = new JedisPoolConfig();
jedisPoolConfig.setMaxTotal(10);
jedisPoolConfig.setMaxIdle(5);
jedisPoolConfig.setMinIdle(5);
// 哨兵信息
Set<String> sentinels = new HashSet<>(Arrays.asList("192.168.11.128:26379",
"192.168.11.129:26379","192.168.11.130:26379"));
// 创建连接池
JedisSentinelPool pool = new JedisSentinelPool("mymaster", sentinels,jedisPoolConfig,"123456");
// 获取客户端
Jedis jedis = pool.getResource();
// 执行两个命令
jedis.set("mykey", "myvalue");
String value = jedis.get("mykey");
System.out.println(value);
}
}
上面是通过Jedis进行使用的,同样也可以使用Spring进行配置RedisTemplate使用。
<bean id = "poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
<!-- 最大空闲数 -->
<property name="maxIdle" value="50"></property>
<!-- 最大连接数 -->
<property name="maxTotal" value="100"></property>
<!-- 最大等待时间 -->
<property name="maxWaitMillis" value="20000"></property>
</bean>
<bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
<constructor-arg name="poolConfig" ref="poolConfig"></constructor-arg>
<constructor-arg name="sentinelConfig" ref="sentinelConfig"></constructor-arg>
<property name="password" value="123456"></property>
</bean>
<!-- JDK序列化器 -->
<bean id="jdkSerializationRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.JdkSerializationRedisSerializer"></bean>
<!-- String序列化器 -->
<bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer"></bean>
<bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
<property name="connectionFactory" ref="connectionFactory"></property>
<property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
<property name="defaultSerializer" ref="stringRedisSerializer"></property>
<property name="valueSerializer" ref="jdkSerializationRedisSerializer"></property>
</bean>
<!-- 哨兵配置 -->
<bean id="sentinelConfig" class="org.springframework.data.redis.connection.RedisSentinelConfiguration">
<!-- 服务名称 -->
<property name="master">
<bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
<property name="name" value="mymaster"></property>
</bean>
</property>
<!-- 哨兵服务IP和端口 -->
<property name="sentinels">
<set>
<bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
<constructor-arg name="host" value="192.168.11.128"></constructor-arg>
<constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
</bean>
<bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
<constructor-arg name="host" value="192.168.11.129"></constructor-arg>
<constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
</bean>
<bean class="org.springframework.data.redis.connection.RedisNode">
<constructor-arg name="host" value="192.168.11.130"></constructor-arg>
<constructor-arg name="port" value="26379"></constructor-arg>
</bean>
</set>
</property>
</bean>