復制簡介

Redis 作為一門非關系型數據庫，其復制功能和關系型數據庫(MySQL)來說，功能其實都是差不多，無外乎就是實現的原理不同。Redis 的復制功能也是相對于其他的內存性數據庫(memcached)所具備特有的功能。

Redis 復制功能主要的作用，是集群、分片功能實現的基礎；同時也是 Redis 實現高可用的一種策略，例如解決單機并發問題、數據安全性等等問題。

服務介紹

在本文環境演示中，有一臺主機，啟動了兩個 Redis 示例。

實現方式

Redis 復制實現方式分為下面三種方式:

1. 服務啟動時配置

該方式通過在啟動 Redis 服務時，通過命令行參數，進行啟動主從復制功能。該方式的弊端是不能實現配置持久化，當服務停掉之后，啟動服務時，需要添加相同的命令參數。

1.1 master 服務器事先在 redis.confg 增加 requirepass 項。

requirepass 6379

1.2 啟動從服務器。

redis-server --port 6380 --replicaof 192.168.2.102 6379

2. 命令行配置

該方式通過使用 redis-cli 進入操作行界面，進行配置。該方式的弊端是不能實現配置持久化，當服務停掉之后，啟動服務需要執行同樣的命令。

2.1 master 服務器執行。

127.0.0.1:6379> config set requirepass 6379
OK

2.2 從服務器執行。

127.0.0.1:6380> replicaof 192.168.2.102 6379
OK
127.0.0.1:6380> config set masterauth 6379
OK

3. 配置文件配置

該方式是通過 redis.conf 配置文件進行設置，能夠實現配置的持久化，是一種推薦使用的方式。

3.1 配置主服務器，redis.config。

requirepass 6379

3.2 配置從服務器，redis.config。

masterauth 6379
replicaof 192.168.2.102 6379

4.配置說明

1.masterauth：設置 redis.confi 連接密碼，如果設置了該值。其他客戶端在連接該服務器時，需要添加密碼才可以訪問。

2.requirepass：設置主服務器的連接密碼，和 1 中 masterauth 一致。

3.replicaof：從服務器連接到服務器的 IP 地址+端口號。

效果測試

1.主服務器添加數據

2.從服務器獲取數據

實現原理

// uml圖

@startuml

從服務器->主服務器: 1.保存配置

從服務器->主服務器: 2.建立socket連接

從服務器->主服務器: 3.發送ping命令

從服務器->主服務器: 4.權限驗證

從服務器->主服務器: 5.同步數據

從服務器->主服務器: 6.持續復制數據

@enduml

主從復制主要實現的一個流程如上圖：

1.第一步，從服務器保存主服務器的配置信息，保存之后待從服務器內部的定時器執行時，就會觸發復制的流程。

2.第二步，從服務器首先會與主服務器建立一個socket套字節連接，用作主從通信使用。后面主服務器發送數據給從服務器也是通過該套字節進行。

3.第三步，socket套字節連接成功之后，接著發送鑒權ping命令，正常的情況下，主服務器會發送對應的響應。ping命令的作用是為了，保證socket套字節是否可以用，同時也是為了驗證主服務器是否接受操作命令。

4.第四步，接著就是鑒權驗證，判斷從節點配置的主節點連接密碼是否正確。

5.第五步，鑒權成功之后，就可以開始復制數據了。主服務器此時會進行全量復制，將主服務的數據全部發給從服務器，從服務器保存主服務器發送的數據。

6.接下來就是持續復制操作。主服務器會進行異步復制，一邊將寫的數據寫入自身，同時會將新的寫命令發送給從服務器。

實現策略

Redis主從復制主要分為三種弄策略方式，不同的策略方式都是針對不同的場景下進行使用。三種場景方式分別如下:

1.全量復制

全量復制用在主從復制剛建立時或者從切主服務器時，從服務器沒有主服務器的數據，主服務器會將自身的數據通過rdb文件方式發送給從服務器，從服務器會清空自身數據，接著將主服務器發送的數據加載到自身中。

// uml圖

@startuml

從服務器->主服務器: 1.psync ? -1

主服務器->從服務器: 2.fullsync runid offset

從服務器: 3.保存 runid offset

主服務器: 4.執行bgsave生成rdb

主服務器->從服務器: 5.發送rdb

從服務器: 6.清空自身老數據

從服務器: 7.加載主服務器數據

@enduml

2.部分復制

部分復制用在一些異常情況下，例如主從延遲、從服務宕機之后重新啟動接收主服務器發送的部分數據。

部分復制的實現主要依賴于復制緩存區、主服務的runid、主從服務器各自的復制偏移量(offset)。

復制緩存區：主服務在接收寫命令時，會將命令寫入緩存區，以便從服務器在異常情況下，減少數據的丟失。當從服務器正常連接之后，主服務器會將緩存區內的數據發送給從服務器。這里的緩存區是一個長隊列。

主服務器runid：主服務器會在每次服務啟動之后，會生成一個唯一的ID，作為自身標識。從服務器會將該標識保存起來，發送部分復制命令時，會使用該runid。

psync runid offset

主從復制各自偏移量：主從服務在建立復制之后，都會有自身的偏移量。從節點會每秒鐘發送自身復制的偏移量給從節點，主節點在發送寫命令之后，從節點也會增加自身的復制偏移量。主節點在每次進行了寫命令之后，也會增加自身的偏移量。這里的偏移量是通過命令的字節長度累加計算。

3.異步復制

異步復制是針對主從建立復制關系之后，主從服務器持續保持復制關系。

場景問題

1.數據安全

// 從服務器只讀
replica-read-only yes
// 從服務器連接密碼
masterauth

2.數據延遲

默認的情況下主節點存在新數據不會立即發送給從服務器，如果開啟，則會理解發送給從服務器。默認的時間拒絕與Linux內核。

// 復制延遲
repl-disable-tcp-nodelay yes

3.主從節點連接狀態

主從節點一旦建立連接之后，會定時模擬成對方的客戶端，檢測對方的服務狀態。主節點可以通過設置repl-ping-replica-period配置參數進行設置。默認的頻率是10s。

從節點咋執行replconf ack {offsetid}時，也會將自身的復制偏移量發送給主服務器，主服務根據偏移量進行判斷數據延遲。存在數據延遲就會從復制積壓緩沖區的數據匯中，將對應的數據補發給從節點。

以上就是詳解Redis主從復制實踐的詳細內容，更多關于Redis主從復制實踐的資料請關注腳本之家其它相關文章！