Redis7——基础篇（五）

 前言：此篇文章系本人学习过程中记录下来的笔记，里面难免会有不少欠缺的地方，诚心期待大家多多给予指教。

基础篇：

1. Redis（一）
2. Redis（二）
3. Redis（三）
4. Redis（四）

接上期内容：上期完成了Redis的其他功能的学习。下面开始学习Redis的主从模式(重点)，话不多说，直接发车。

一、定义

Redis主从模式是一种数据复制架构，在这个架构中，存在一个主节点（Master）和多个从节点（Slave）。主节点负责处理所有的写操作，然后将写操作产生的数据变化同步给从节点。从节点则主要负责处理读操作，通过复制主节点的数据来提供数据读取服务。

总结一句话：当master数据变化的时候，自动将新的数据异步或同步到其它slave数据库。

二、功能

1. 读写分离：主节点负责处理所有的写操作，确保数据的一致性和完整性。而从节点则主要承担读操作，它们通过复制主节点的数据来保持与主节点数据的同步。
2. 容灾恢复：主节点正常运行时，持续将数据变化同步到从节点。当主节点因硬件故障、软件错误、人为误操作或自然灾害等原因出现故障时，系统能够快速切换到从节点继续提供服务。
3. 数据备份：从节点周期性或实时地复制主节点的数据，在存储介质上形成数据副本。
4. 负载均衡：读请求被分散到多个从节点上，使得系统能够更均衡地处理负载
5. 水平扩容支持高并发：当系统面临高并发压力时，可以通过增加从节点的数量来进行水平扩容

三、实操

（一）、架构说明

在VMWare上装三台虚拟机，三台虚拟机都装上Redis，一台Master，两台slave。

（二）、三大命令

1、“主从复制”

配从（库）不配主（库）

replication 主库IP 主库端口

2、“改换门庭”

改换门庭指：主节点宕机，slave连接到新的主节点上。

slave 新主库IP 新主库端口

3、“自立为王”

自立为王指：slave从从节点晋升为主节点。

slave no one

（三）、细节操作

1、开启daemonize

主从都改

2、注释掉bind 127.0.0.1

主从都改

3、设置protected-mode no

主从都改

4、指定端口

主机不用指定默认6379，改从机，分别对应6380，6381

5、修改存储目录

主从都改。在/myredis目录下面新建backups文件夹

6、修改pid名字，方便辨识

主机不修改，改从机，一般加上端口即可。

7、修改日志文件名

主从都改，一般加上端口即可。在/myredis目录新建logs日志目录。方便后续排查问题。

8、设置访问客户端密码

自己学习建议主从都设置一样。

9、修改rdb文件名

主从都改，一般加上端口即可。

10、修改aof文件

主从都改，一般加上端口即可。

11、设置从机访问主机IP和通行密码

主机不用，从机必须加。

在从机上配置Master：

replicaof <masterip> <masterport>

查看IP地址命令

12、最终效果图

一台Master，两台slave。

13、设置防火墙

一定要配置正确，不然主从无法通信，一直搭建不起来。我在这里栽了大坑。我建议临时关闭防火墙。

临时关闭防火墙命令

systemctl stop firewalld

临时开启防火墙命令

systemctl start firewalld

（四）、常用模式

1、"一主二从"

所谓一主二从指的是一台Master，两台slave。启动主从模式有两种方案，一种是配置（永久生效），一种是手动（临时生效，redis宕机失效）。

1.1、方案一

1、先启动Master，在启动两台slave。

Master启动，不需要带端口号

如果发现从机启动不了，优先排查防火墙问题。（三台虚拟机都临时关闭防火墙），然后在看日志。

从机启动需要带上端口号

redis-cli -a xxx -p 6380

2、主从关系查看

主从关系查看分两种方式：

• 命令查看：

  info replication

• 日志查看：进入/myredis/logs目录下，用vim打开日志

1.2、方案二

1、移除配置项

移除slave中replicaof的配置项。

2、启动三台redis服务

3、执行命令

从机执行命令。

slaveof 主机IP 主机端口号

6380执行后： 

6381执行后：

查看Master信息：

 主从模式通过命令配置成功。

1.3、主从模式Ｑ＆Ａ

Q1：从机可以执行写命令吗？

A：不可以。主从模式的优点就是可以进行读写分离。Master写，slave读。

Q2：从机是从头开始复制还是从切入点复制？

A：假设Master已经启动成功，slave1也跟着一起启动成功，slave2在Maseter写到k3的时候才启动成功。此时slave2才加入，那么slave2第一次同步为全量同步，后续，Master写一个，slave跟写一个。

一句话：什么时候变成slave，什么时候全量继承Master，其后在增量同步。

6380：

6381此时还没启动成功：

由于我们手动移除了配置文件，所以只能通过命令实现主从关系。

Q3：主机宕机后，从机会上位吗？

A：不会，从机只会成为望夫石，等待Master的归来。

Master关机：

6380、6381不会上位：

Q4：主机宕机后，重新启动成功后，主从关系还存在吗？

A：不管是通过命令还是配置方式构建的主从关系，主机宕机后，重启成功后，主从关系依旧存在。

Q5：从机宕机后，重新启动成功后，从机的数据能跟Master保持一致吗？

A：能保持一致。Q1做了测试。

Q6：通过命令配置的主从关系，重启后，主从关系还存在吗？

A：如果是通过命令配置的主从关系，主机没有宕机，从机宕机后重启，主从关系不存在。但是如果是主机宕机从机没有宕机，主机重启后，主从关系依旧存在。

2、"薪火相传"

薪火相传指的是在一主二从的模式下，其中的某台slave2变成了slave1的slave，但是不管slave1还是slave2的最终数据来源都是Master。

薪火相传的架构图：

2.1、实操

中途变更转向:会清除之前的数据，重新建立拷贝最新的。
将6381转变为6301的从机:

 注意：虽然6380由slave变成了6381的Master，但是还是不具备写的权限，毕竟它还是6379的slave。

3、"反客为主"

反客为主指的是两台slave造反了，自己当老大，不给6379打工了。自此三分天下，各自为政。

3.1、实操

slaveof no one

 注意：虽然自立为王，但是起家的资本不能丢。所以，slave本身已经同步的数据不会清除。

所以架构图变成了：

四、主从模式的流程和原理

1、slave启动，同步初清

slave启动成功连接到master后会发送一个sync命令，slave首次全新连接master，第一次完全同步（全量复制)将被自动执行，slave自身原有数据会被master数据覆盖清除。

2、首次连接，全量复制

master节点收到sync命令后会开始在后台保存快照(即RDB持久化，主从复制时会触发RDB)，同时收集所有接收到的用于修改数据集命令缓存起来，master节点执行RDB持久化完后，master将rdb快照文件和所有缓存的命令发送到所有slave,以完成一次完全同步。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，从而完成复制初始化。

3、心跳持续，保持通信

master发出PING包的周期，默认是10秒。

4、进入平稳，增量复制

Master继续将新的所有收集到的修改命令自动依次传给slave，完成同步。

5、从机下线，重连续传

当slave下线后，重新启动，master会检查backlog里面的offset，master和slave都会保存一个复制的offset和masterId，offset是保存在backlog中的。Master只会把已经复制的offset后面的数据复制给Slave，类似断点续传。

五、主从模式优劣势对比

优势

• 提高读写性能：通过读写分离，能够显著提升系统在高并发场景下的读写能力。
• 数据备份：多节点的数据冗余保证了数据的安全性，降低了数据丢失的风险。
• 易于扩展：可以方便地添加从节点来应对不断增长的读请求。

劣势

• 写操作单点问题：所有写的操作都集中在主节点，如果主节点出现故障，在故障转移期间，写操作会受到影响。
• 数据一致性问题：由于主从节点之间的数据同步存在一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重，Slave机器数量的增加也会使这个问题更加严重。

六、总结

Redis主从模式是一种简单而有效的架构，能够满足大部分应用场景对于读写性能和数据安全的需求。通过合理配置和使用主从模式，可以大大提升系统的性能和稳定性。然而，在实际应用中，也需要充分考虑其存在的劣势，采取相应的措施来解决可能出现的问题，希望本文能帮助大家对Redis主从模式有更深入的理解和应用。

ps：努力到底，让持续学习成为贯穿一生的坚守。学习笔记持续更新中。。。。