Redis_07_集群

本文介绍Redis集群。

1. 概述

我们知道，单台机器的性能是有限，随着用户越来越多，因此需要多台服务器联合提供服务。对于数据库也是，需要搭建集群。针对Redis服务器，一般情况下主要用于读数据，另外，针对读写分离，搭建的集群主要分为读服务器（slave，从服务器，大量）和写服务器（master，主服务器，少量），即主写从读。之后，服务器之间会同步数据，不会影响为客户提供服务。

1.1 主从复制

主服务器更新后根据配置和策略，自动同步到从服务器，Master以写为主，Slave以读为主。

1.2 案例：一主二从

即搭建三台Redis服务。为了简单起见，这里在一台主机上以不同的配置信息启动三次（如监听不同的端口号等等）

1. 提供三分Redis配置文件（三份文件不同的有：端口号、pidfile、日志文件、持久化文件），并启动redis。

   

2. 登录客户端，并分别查看三台Redis服务在集群中的主从角色：info replication。（注意，此时还没有设置集群，但是会默认有角色。）如下图所示，可以看到，三台服务都是master，没有从机，都是可读可写。并且三台Redis互相独立，互不影响。在其中一台服务上写数据，其他两台不会有数据。

   

   

   

3. 设置主从关系。6379做master可读可写（一般情况下只用写），6380、6381做slave只读。

   在6380、6381上执行：slaveof ip port，即本服务从属于指定ip上的指定port上的服务。6379主机不需要做任何修改。（其实从机也可以有从机。即一台主机可以有两个角色，既是主机，也是从机。但是只要有从机角色，就不能写数据。）

   为了方便观察，此时先在6379上设置一条数据，之后再执行上述命令。可以看到，执行命令后，三台主机的主从角色发生了变化，并且数据进行了同步。

   

   

   

   一旦主从关系确定，会自动把主机上已有的数据同步复制到从库，这种全部复制称为全量复制。之后，在6379上写数据，会自动将新添加的数据复制到从服务器上面。这种复制称为增量复制。

4. 读写分离。

   此时再从服务器上写数据，可以看到提示，此主机已经是readOnly了，即从服务器只读不写，而主服务器可写可读（一般用于写）。

5. 主机宕机

   作为主机，肯定会存在宕机的风险。那么master主服务器宕机了，从服务器是什么情况呢？经测试，从服务器处于原地待命的状况，即只读不写，且数据不再更新了。可以认为仍然提供读服务。

6. 主机恢复

   master主服务恢复后。三台服务的主从关系仍然和正常保持一样，一切恢复正常。

7. 从机宕机

   从机宕机后，查看主从信息，仅仅是主机中的slave数量发生了变化，其他从机不变。

8. 从机恢复

   从机恢复后，从机变成了独立的master主机，需要重新设置主从关系才能恢复原状。

9. 主机宕机，从机上位

   前面提到过，主机宕机了，此时集群相当于不提供写服务了，这是不合理的。可以设置从机上位，临时作为master主服务。

   1. 从机断开原来的主从关系：slaveof no one
   2. 重新设置其他从机的主从关系，设置从属于上述主机。

   注意，因为主机宕机后，整个集群的数据都不会再写入了，所以任何从机上的数据都是全部数据，所以任何一台从机做主机均可。

10. 主机修好，作为从机隶属于上面上位的主机

    直接在主机上配置从属关系即可。

1.3 总结

一台主机可以配置多台从机，一台从机又可以配置多台从机，从而形成一个庞大的集群架构。主要是为了减轻单台主机的压力。缺点是增加了服务间的延迟，数据备份较大，硬盘开销较大。

1.4 复制原理

1.4.1 全量复制

slave启动成功连接到master后会发送一个sync命令；Master接收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的命令，在后台进程执行完毕后，master将传送整个数据文件到slave，以完成一次完全同步；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。

只要是重新连接master，一次全量复制将被自动执行。

1.4.2 增量复制

Master将所有新收集到的修改命令依次传给slave，完成同步。

1.5 Redis哨兵模式

上面的集群中主机宕机之后其实是存在问题的。首先是不知道什么时候宕机，不可能运维人员时刻监控；另外，宕机之后，不可能把服务停掉，用户那边可不管你宕不宕机，只看你能不能提供服务，而手动重新设置主从关系则比较麻烦。因此，Redis提供了哨兵模式。该哨兵可监控指定的集群，并自动化重选从机升级为主机，重新布置主从关系。

步骤如下所示：

1. 搭建集群（步骤和上面一样）

2. 提供哨兵配置文件（sentinel.conf）

   内容为：sentinel monitor dc-redis ip port 1。sentinel为命令，monitor表示监控监控的意思，dc-redis为哨兵名称（自定义）。后面依次表示哨兵监控主服务的ip地址、端口号、得到哨兵的投票数（当哨兵投票数大于或等于此数时切换主从关系，当监控的主机宕机后，程序会自动启动，对所有从机进行投票，当从机的投票数最先达到这个数的从机，上位为主机）。

3. 输入Linux命令：redis-sentinel 哨兵配置文件名。

主机宕机后，可发现哨兵自动对从机投票，并上位从机。另外，如果原来主机恢复后，哨兵自动将其从属于新主机。

启动命令后的界面如下所示，可看到当前的主机以及从机：

主机宕机后，发生如下所示，可以看到，6381端口服务称为新的主机：

原始主机恢复后，哨兵将其作为从机隶属于新主机。

1.6 小节

Redis的主从复制最大的缺点就是延迟，主机负责写，从机负责备份，这个过程有一定的延迟，当系统很繁忙的时候，延迟问题会更加严重。并且从机数量的增加也会使这个问题更加严重。

2. 备注

参考B站《动力节点》。