C05S18-Redis高可用

一、Redis持久化

1. 持久化概述

Redis是基于内存的数据库，数据都是存储在内存当中。持久化就是将数据保存到硬盘当中，防止进程退出导致数据丢失，主要作用就是用于数据的备份。

Redis持久化分为RDB持久化和AOF持久化。RDB持久化是指人工或者定时将内存的数据存入磁盘，属于冷备份，是Redis默认的持久化方式；AOF持久化类似于MySQL基于二进制恢复数据，REDIS相关操作会记录在二进制文件当中，恢复的时候根据文件内容进行恢复，属于热备份。

AOF持久化操作的实时性更好，进程如果意外退出，丢失的数据少，可恢复的数据是最多，属于主流持久化方式。

2. RDB持久化

RDB持久化是在一定的时间内将数据通过快照的方式保存到硬盘当中，所以也被称为是快照持久化。生成的快照文件（RDB文件）后缀名是.rdb或.redis，每次重启的时候会读取快照文件进行数据的恢复。

RDB持久化有两种方式，save和bgsave。通过save方式持久化，会阻塞Redis进程，直到文件创建完毕。阻塞期间，Redis不能够处理任何操作请求。而bgsave方式持久化，是通过子进程实现快照文件，只有在fork子进程的时候会阻塞Redis进程。子进程创建快照文件的同时，主进程可以支持处理操作请求。

因此，在真实的操作环境当中，使用bgsave方式，而不是save方式。

3. AOF持久化

一旦开启AOF持久化，Redis就会将AOF为默认的持久化方式，并立刻读取二进制文件。因此要开启AOF就要在初始化时开启。当AOF文件被截断时，如

必须给Redis的内存设置阈值，不设置阈值，只要Redis有需求，就会占用整个内存，并占用交换空间，导致系统崩溃。设置阈值后，Redis使用的空间到达阈值，系统会自动回收生命周期不足的key。

• volatile-lru
• volatile-ttl
• allkeys-lru
• allkeys-random

Redis雪崩

• 集群大面积故障
• 缓存键值对全部被删除
• 大量Redis请求失败

Redis击穿

• 热点数据缓存失效，大量热点请求全部转发到数据库

Redis穿透

• 缓存键值对和数据库中都没有数据，但是有客户端不断请求

4. 持久化的配置与实现

4.1 RDB持久化

1. 编辑Redis的配置文件/etc/redis/redis.conf ，设置RDB持久化的自动触发。

   # 触发条件
   svae 900 1
   save 300 10
   save 60 10000
   
   # 开启RDB压缩
   rdbcompression yes
   # 设置RDB文件名
   dbfilename dump.rdb
   # 设置持久化文件的存放路径
   dir /var/lib/redis
   

   • svae 900 1：Redis数据在每900秒内至少发生1次变化，就会执行bgsave。

2. 保存文件后，要重启Redis服务。

   systemctl restart redis
   

4.2 AOF持久化

1. 编辑Redis的配置文件/etc/redis/redis.conf ，设置AOF持久化。

   # 开启AOF持久化
   appendonly yes
   # 设置AOF文件名
   appendfilename "appendonly.aof"
   # 恢复数据时，如果AOF文件被截断，会尽可能多的恢复数据
   aof-load-truncated yes
   # 设置AOF文件重写的触发条件，值为百分比
   # 100表示AOF文件增长到上一次重写后的两倍大小才会触发重写操作
   auto-aof-rewrite-percentage 100
   # 设置触发重写的AOF文件基准大小
   auto-aof-rewrite-min-size 64mb 
   

2. 重启Redis服务。

   systemctl restart redis
   

二、Redis主从复制

1. 主从复制概述

主从复制是Redis实现哨兵模式和集群的基础，工作原理和MySQL主从复制相同，主节点负责写入，再将数据同步到从节点当中。主节点可写，而从节点只有读数据的权限。

2. 主从复制流程

1. 从节点启动，会向主节点发送一个sync command命令，请求建立同步连接。
2. 主节点会开启一个后台进程，将数据保存到数据文件中。
3. 主节点收到请求后，会将数据文件发送给从节点。

3. 主从复制配置

集群架构

Master：192.168.1.128

Slave1：192.168.1.129

Slave2：192.168.1.130

3.1 Master节点

1. 修改Master节点Redis配置文件/etc/redis/redis.conf。

   # 注释掉监听地址
   # bind 0.0.0.0
   # 开启守护进程，允许后台启动
   daemonize yes
   # 开启AOF持久化
   appendonly yes
   

2. 重启Redis服务。

   systemctl restart redis
   

3.2 Slave节点

1. 修改两个节点的Redis配置文件/etc/redis/redis.conf。

   # 注释掉监听地址
   # bind 127.0.0.1 ::1
   # 开启守护进程，允许后台启动
   daemonize yes
   # 设置同步的Master节点IP和端口
   replicaof 192.168.1.128 6379
   # 开启AOF持久化
   appendonly yes
   

2. 重启Redis服务。

   systemctl restart redis
   

3.3 测试主从

1. 在Master节点上查看Redis服务的运行日志，是否出现从节点同步主节点的日志信息。

   tail -f /var/log/redis/redis-server.log
   

三、Redis哨兵模式

1. 哨兵模式概述

哨兵模式在主从模式基础之上，引入了故障切换功能。对主从复制架构中的每个节点进行监控，当主节点出现故障，会通过投票机制选择新的主节点。从节点会同步新主节点的数据。

2. 哨兵模式流程

1. 主从节点之间，都有一个心跳检测。
2. 主节点宕机，从节点会收到主节点宕机消息。
3. 从节点之间会进行投票，选举出新的主节点。
4. 从节点会自动加入新的主节点的主从复制架构。

3. 哨兵模式的配置与实现

集群架构

Master：192.168.1.128

Slave1：192.168.1.129

Slave2：192.168.1.130

1. 部署完主从复制，再在三个节点上安装Redis Sentinel服务。

   apt -y install redis-sentinel
   

2. 编辑Redis Sentinel的配置文件/etc/redis/sentinel.conf。

   # 注释掉监听地址
   # bind 127.0.0.1 ::1
   # 取消注释，关闭保护模式
   protected-mode no
   # 修改为yes，设置后台运行
   daemonize yes
   # 设置主节点的节点名称、IP地址和端口号，以及要进行故障转移的从节点最小同意数
   sentinel monitor mymaster 192.168.206.40 6379 2
   # 设置检查主节点是否宕机的时间周期，单位是毫秒
   sentinel down-after-milliseconds mymaster 30000
   # 设置节点的最大超时时间，单位是毫秒
   sentinel failover-timeout mymaster 18000
   

3. 重启Redis Sentinel服务。

   systemctl restart redis-sentinel.service
   

4. 测试哨兵模式

1. 在主节点上实时查看Redis Sentinel服务的日志文件。

   tail -f /var/log/redis/redis-sentinel.log
   

2. 在另外一个终端上关闭主节点的Redis服务，查看日志文件是否显示主节点切换的日志信息。

   systemctl stop redis
   

四、Redis集群

1. 集群概述

Redis的集群模式引入了哈希槽，集群有16384个哈希槽（0-16383）。每个节点会被平均分配哈希槽，因此在集群模式下，节点数量通常是3的倍数。

2. 集群配置和实现

集群节点：192.168.1.128、192.168.129、192.168.1.130

1. 修改各个节点的Redis配置文件/etc/redis/redis.conf。

   # 注释掉监听地址
   # bind 127.0.0.1 ::1
   # 取消注释，关闭保护模式
   protected-mode no
   # 修改为yes，设置后台运行
   daemonize yes
   # 开启AOF持久化
   appendonly yes
   # 开启集群模式
   cluster-enabled yes
   # 设置集群的配置文件
   cluster-config-file nodes-6379.conf
   # 设置集群的超时时间，单位是毫秒
   cluster-node-timeout 15000
   

2. 保存配置文件，重启Redis服务。

   systemctl restart redis
   

3. 在任意一个节点上启动集群。

   redis-cli --cluster create 192.168.1.128:6379 192.168.1.129:6379 192.168.1.130:6379
   

   • 还可以使用–cluster-replicas设置主节点的从节点数量，同时设置的集群节点也得增加。比如一主一从的模式下，需要有6个节点，–cluster-replicas设置为1。