姓名：宮松濤
學(xué)號(hào)：19021210927
嵌牛導(dǎo)讀：Redis是一個(gè)開(kāi)源的使用ANSI C語(yǔ)言編寫(xiě)高帖、支持網(wǎng)絡(luò)缰儿、可基于內(nèi)存亦可持久化的日志型、Key-Value數(shù)據(jù)庫(kù)散址，并提供多種語(yǔ)言的API乖阵。在現(xiàn)有企業(yè)中80%公司大部分使用的是redis單機(jī)服務(wù)，在實(shí)際的場(chǎng)景當(dāng)中單一節(jié)點(diǎn)的redis容易面臨風(fēng)險(xiǎn)预麸。
嵌牛鼻子：Redis 主從復(fù)制原理
嵌牛提問(wèn)：Redis 主從復(fù)制原理是什么瞪浸？如何學(xué)習(xí)它？
轉(zhuǎn)載源：Redis 主從復(fù)制原理
嵌牛正文：
Redis是一個(gè)開(kāi)源的使用ANSI C語(yǔ)言編寫(xiě)吏祸、支持網(wǎng)絡(luò)对蒲、可基于內(nèi)存亦可持久化的日志型、Key-Value數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供多種語(yǔ)言的API蹈矮。從2010年3月15日起砰逻，Redis的開(kāi)發(fā)工作由VMware主持。從2013年5月開(kāi)始泛鸟，Redis的開(kāi)發(fā)由Pivotal贊助蝠咆。
概述
在現(xiàn)有企業(yè)中80%公司大部分使用的是redis單機(jī)服務(wù)，在實(shí)際的場(chǎng)景當(dāng)中單一節(jié)點(diǎn)的redis容易面臨風(fēng)險(xiǎn)北滥。
面臨問(wèn)題
1刚操、機(jī)器故障。我們部署到一臺(tái) Redis 服務(wù)器碑韵，當(dāng)發(fā)生機(jī)器故障時(shí)赡茸，需要遷移到另外一臺(tái)服務(wù)器并且要保證數(shù)據(jù)是同步的。而數(shù)據(jù)是最重要的祝闻，如果你不在乎占卧，基本上也就不會(huì)使用 Redis 了。
2联喘、容量瓶頸华蜒。當(dāng)我們有需求需要擴(kuò)容 Redis 內(nèi)存時(shí)，從 16G 的內(nèi)存升到 64G豁遭，單機(jī)肯定是滿足不了叭喜。當(dāng)然，你可以重新買個(gè) 128G 的新機(jī)器蓖谢。
解決辦法
要實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的更大的存儲(chǔ)容量和承受高并發(fā)訪問(wèn)量捂蕴，我們會(huì)將原來(lái)集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到其他多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。
Redis 為了解決這個(gè)單一節(jié)點(diǎn)的問(wèn)題闪幽，也會(huì)把數(shù)據(jù)復(fù)制多個(gè)副本部署到其他節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制啥辨，實(shí)現(xiàn) Redis的高可用，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的冗余備份盯腌，從而保證數(shù)據(jù)和服務(wù)的高可用溉知。
主從復(fù)制
什么是主從復(fù)制
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主從復(fù)制，是指將一臺(tái)Redis服務(wù)器的數(shù)據(jù)腕够，復(fù)制到其他的Redis服務(wù)器级乍。前者稱為主節(jié)點(diǎn)(master)，后者稱為從節(jié)點(diǎn)(slave)帚湘，數(shù)據(jù)的復(fù)制是單向的玫荣，只能由主節(jié)點(diǎn)到從節(jié)點(diǎn)。
默認(rèn)情況下大诸，每臺(tái)Redis服務(wù)器都是主節(jié)點(diǎn)捅厂；且一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)從節(jié)點(diǎn)(或沒(méi)有從節(jié)點(diǎn))材诽，但一個(gè)從節(jié)點(diǎn)只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)。
主從復(fù)制的作用
1恒傻、數(shù)據(jù)冗余：主從復(fù)制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的熱備份脸侥，是持久化之外的一種數(shù)據(jù)冗余方式。
2盈厘、故障恢復(fù)：當(dāng)主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)睁枕，可以由從節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)快速的故障恢復(fù)沸手；實(shí)際上是一種服務(wù)的冗余外遇。
3、負(fù)載均衡：在主從復(fù)制的基礎(chǔ)上契吉，配合讀寫(xiě)分離跳仿，可以由主節(jié)點(diǎn)提供寫(xiě)服務(wù)，由從節(jié)點(diǎn)提供讀服務(wù)（即寫(xiě)Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接主節(jié)點(diǎn)捐晶，讀Redis數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)用連接從節(jié)點(diǎn)）菲语，分擔(dān)服務(wù)器負(fù)載；尤其是在寫(xiě)少讀多的場(chǎng)景下惑灵，通過(guò)多個(gè)從節(jié)點(diǎn)分擔(dān)讀負(fù)載山上，可以大大提高Redis服務(wù)器的并發(fā)量。
4英支、讀寫(xiě)分離：可以用于實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)分離佩憾，主庫(kù)寫(xiě)、從庫(kù)讀干花，讀寫(xiě)分離不僅可以提高服務(wù)器的負(fù)載能力妄帘，同時(shí)可根據(jù)需求的變化，改變從庫(kù)的數(shù)量池凄。
5抡驼、高可用基石：除了上述作用以外，主從復(fù)制還是哨兵和集群能夠?qū)嵤┑幕A(chǔ)修赞，因此說(shuō)主從復(fù)制是Redis高可用的基礎(chǔ)婶恼。
主從復(fù)制啟用
從節(jié)點(diǎn)開(kāi)啟主從復(fù)制桑阶，有3種方式：
1柏副、配置文件：在從服務(wù)器的配置文件中加入 slaveof。
2蚣录、啟動(dòng)命令：redis-server啟動(dòng)命令后加入 --slaveof割择。
3、客戶端命令：Redis服務(wù)器啟動(dòng)后萎河，直接通過(guò)客戶端執(zhí)行命令 slaveof荔泳，則該Redis實(shí)例成為從節(jié)點(diǎn)蕉饼。
通過(guò) info replication 命令可以看到復(fù)制的一些信息。
主從復(fù)制原理
主從復(fù)制過(guò)程大體可以分為3個(gè)階段：連接建立階段（即準(zhǔn)備階段）玛歌、數(shù)據(jù)同步階段昧港、命令傳播階段。
在從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 slaveof 命令后支子，復(fù)制過(guò)程便開(kāi)始運(yùn)作创肥，下面圖示可以看出復(fù)制過(guò)程大致分為6個(gè)過(guò)程。
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主從配置之后的日志記錄也可以看出這個(gè)流程值朋。
1叹侄、保存主節(jié)點(diǎn)（master）信息
執(zhí)行 slaveof 后 Redis 會(huì)打印如下日志：
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2、從節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)連接
從節(jié)點(diǎn)（slave）內(nèi)部通過(guò)每秒運(yùn)行的定時(shí)任務(wù)維護(hù)復(fù)制相關(guān)邏輯昨登，當(dāng)定時(shí)任務(wù)發(fā)現(xiàn)存在新的主節(jié)點(diǎn)后趾代，會(huì)嘗試與該節(jié)點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)連接。
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從節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)建立網(wǎng)絡(luò)連接丰辣。
從節(jié)點(diǎn)會(huì)建立一個(gè) socket 套接字撒强，從節(jié)點(diǎn)建立了一個(gè)端口為51234的套接字，專門(mén)用于接受主節(jié)點(diǎn)發(fā)送的復(fù)制命令笙什。從節(jié)點(diǎn)連接成功后打印如下日志：
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如果從節(jié)點(diǎn)無(wú)法建立連接尿褪，定時(shí)任務(wù)會(huì)無(wú)限重試直到連接成功或者執(zhí)行 slaveofnoone 取消復(fù)制。
關(guān)于連接失敗得湘，可以在從節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 info replication 查看 master_link_down_since_seconds 指標(biāo)杖玲，它會(huì)記錄與主節(jié)點(diǎn)連接失敗的系統(tǒng)時(shí)間。從節(jié)點(diǎn)連接主節(jié)點(diǎn)失敗時(shí)也會(huì)每秒打印如下日志淘正，方便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：
3摆马、發(fā)送 ping 命令
連接建立成功后從節(jié)點(diǎn)發(fā)送 ping 請(qǐng)求進(jìn)行首次通信， ping 請(qǐng)求主要目的如下：
檢測(cè)主從之間網(wǎng)絡(luò)套接字是否可用鸿吆。
檢測(cè)主節(jié)點(diǎn)當(dāng)前是否可接受處理命令囤采。
如果發(fā)送 ping 命令后，從節(jié)點(diǎn)沒(méi)有收到主節(jié)點(diǎn)的 pong 回復(fù)或者超時(shí)惩淳，比如網(wǎng)絡(luò)超時(shí)或者主節(jié)點(diǎn)正在阻塞無(wú)法響應(yīng)命令蕉毯，從節(jié)點(diǎn)會(huì)斷開(kāi)復(fù)制連接，下次定時(shí)任務(wù)會(huì)發(fā)起重連思犁。
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從節(jié)點(diǎn)發(fā)送的 ping 命令成功返回代虾，Redis 打印如下日志，并繼續(xù)后續(xù)復(fù)制流程：
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4激蹲、權(quán)限驗(yàn)證
如果主節(jié)點(diǎn)設(shè)置了 requirepass 參數(shù)棉磨，則需要密碼驗(yàn)證，從節(jié)點(diǎn)必須配置 masterauth 參數(shù)保證與主節(jié)點(diǎn)相同的密碼才能通過(guò)驗(yàn)證学辱。如果驗(yàn)證失敗復(fù)制將終止乘瓤，從節(jié)點(diǎn)重新發(fā)起復(fù)制流程环形。
5、同步數(shù)據(jù)集
主從復(fù)制連接正常通信后衙傀，對(duì)于首次建立復(fù)制的場(chǎng)景抬吟，主節(jié)點(diǎn)會(huì)把持有的數(shù)據(jù)全部發(fā)送給從節(jié)點(diǎn)，這部分操作是耗時(shí)最長(zhǎng)的步驟统抬。
6拗军、命令持續(xù)復(fù)制
當(dāng)主節(jié)點(diǎn)把當(dāng)前的數(shù)據(jù)同步給從節(jié)點(diǎn)后，便完成了復(fù)制的建立流程蓄喇。接下來(lái)主節(jié)點(diǎn)會(huì)持續(xù)地把寫(xiě)命令發(fā)送給從節(jié)點(diǎn)发侵，保證主從數(shù)據(jù)一致性。
