redis之主从复制(一)

1.为什么要使用主从复制

对于以前redis持久化，单台服务器是如何保证数据安全性的，它保证了redis服务器因为宕机而重启也不会丢失数据，因为它将内存中的数据持久化到硬盘中，在重启的时候只需要重新加载即可，但是如果硬盘坏了呢？是不是就没救了，就算硬盘没坏，我们重启redis应用，服务不可用的产生多发的负面影响。这是我们不得不考虑一下redis主从复制带来的便利。

2.主从复制的概念

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，后者称为从节点。数据的复制是单向的，只能由主节点到从结点。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（或没有从结点），但一个从节点只能有一个主节点。

3.主从复制的作用

• 读写分离：主节点负责写，从结点负责读，提高服务器的读写负载能力
• 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的方式
• 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
• 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，分担服务器负载；尤其服务器负载；尤其是在读少写多的场景下，通过多个节点分担读负载，可以大大提高redis服务器的并发量
• 高可用：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

4.配置主从复制

默认情况下，Redis 所有节点都是主节点，节点与节点之间互不干涉，而参与主从复制的节点则是划分了主节点（master）和从节点（slave），它具有如下几个特点：

1. 主节点下有一个或者多个从节点
2. 每一个从节点只能有一个主节点
3. 数据的复制是单向的，只能由主节点复制到从节点，所以我们不能在从节点上面执行写的操作

配置主从复制，只需要一个命令 slaveof ip port 即可，可以有三种方式

1. 配置在配置文件中添加 slaveof ip port
2. 在 redis-server 启动命令后增加 --slaveof ip port
3. 直接使用命令 slaveof ip port

注意使用在从节点上面执行，ip 对应的是 masterIP，port 对应的也是 masterPort。下面来分析下主从复制的过程。

准备环境如下：

注：在生产环境中不推荐将主从服务器搭建在同一台服务器上面，这里是为了演示方便。

1. 启动 6379 、 6380 两台服务器，在 6380 上面执行 slaveof 127.0.0.1 6379
2. 在 master 节点，执行命令 set chenssy chenssy1
3. 在 slave 节点，执行命令 get chenssy，得到的结果 chenssy1，表名 master 数据已经同步到 slave 节点，主从部署完成。如下图

5.原理

redis主从复制大致分为三个阶段：

• 建立连接阶段
• 数据同步阶段
• 数据传播阶段

5.1 建立连接阶段

1.保存主节点信息

当从节点执行 slaveof masterIp masterPort 命令后，就会将主节点的IP、port 信息保存下来，这里需要注意的是 slaveof 是异步命令，它在保存主节点信息后立刻返回，实际的建立连接阶段是之后进行的。

2.建立 socket 连接

从节点内部通过定时任务（每秒执行一次）维护着复制相关的逻辑，如果发现有了新的主节点，便会根据主节点的 IP 和 PORT ，创建 socket 连接，如果连接成功，则：

• 从节点：为该socket建立一个专门处理复制工作的文件事件处理器，负责后续的复制工作。

3.发送 ping 命令

当主从节点建立连接后，从节点则就变成了主节点的一个客户端，这时从节点就会向主节点发送 PING 命令，发送该命令的目的有两个：

1. 验证 socket 连接是否可用
2. 判断主节点是否可以处理请求

从节点发送 ping 命令后，它可能会收到三个类型的回复：

1. PONG ：说明当前 socket 连接可用，且主节点可以处理请求，复制进程继续
2. 超时 ：说明当前 socket 不可用，从节点则断开连接，重连
3. 其他命令 ：如果主节点返回其他结果，说明主节点无法处理命令，当前可能正在处理其他超时运行的脚本，则从节点断开连接，重连

4、身份认证

如果主节点设置了 requirepass 参数，则从节点必须要向主节点进行身份认证，只有当两个节点的 masterauth 一致（一致是指都存在且密码相同），则身份验证通过，复制进程继续，否则从节点断开 socket 连接并重新发起连接。

从节点进行身份验证是通过向主节点发送 auth 命令进行的，auth 命令的参数即为配置文件中的 masterauth 的值。

5.2 数据同步阶段

当从节点发送 ping 命令收到 pong 回复后，主从节点就建立了连接，这时他们便可以进行数据同步了，具体的执行方式是：从节点向主节点发送 psync 命令，主节点根据当前状态的不同进行不同的复制流程。流程分为：全量复制和部分复制，下篇文章会专门介绍这两种复制方式，这里不再详述。

这里需要注意的两点：

• 一、主从首次建立连接时是进行全量复制，当主从断开连接，从节点重新连接时，则需要根据偏移量来判断是进行全量复制还是部分复制。
• 二、在数据同步前，从节点是主节点的客服端，主节点不是从节点的客户度，但是到了这个阶段以后，主从节点互为客户端，这是因为在这个阶段后，主节点会主动向从节点发送命令。

5.3 命令传播阶段

当主节点完成数据同步节点后，主节点已经将当前数据同步给从节点了，但是主节点还是在不断地接受命令，为了保证主从数据一致性，主节点需要持续不断地将写命令发送给从节点，需要注意的是，这个过程异步过程，即主节点发送写命令后并不会等待从节点的回复，因此主从节点之间的数据延迟是难免的，所以主从节点保证的是最终一致性。同时，主从之间的延迟与他们两者之间的网络状况、主节点写命令的执行频率、以及主节点中的 repl-disable-tcp-nodelay 配置等有关。

参考:https://www.cmsblogs.com/article/1391390845156069376

​ https://blog.csdn.net/Cantevenl/article/details/115839649