Redis主从复制与哨兵模式详解：缓存穿透雪崩应对策略-优快云博客

集群

(一)主从复制
(二)哨兵模式
(三)缓存穿透和雪崩

(一)主从复制

一.几个基本概念

概念：一台redis服务器的数据，复制到其他redis服务器上。前者称为主节点(master/leader)，后者称为从节点(slave/follower)。
复制特点：
1.数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。
2.master以写为主，slave以读为主。
结构特点：
1.默认情况下，每台redis服务器是一个主节点。
2.主节点可以有多个从节点，但从节点只能有一个主节点。
连接结构：
1.链表形式：注意中间节点仍然是从节点属性。
2.分叉形式

使用说明：
一般情况下，项目中使用redis，应该避免只用一台。原因：
1.从结构上，单个redis服务器会发生单点故障，并且一台服务器处理所有请求，压力太大。
2.从容量上，单个redis服务器内存容量有限，就算一台的内存容量有256G，但也不能将所有内存当作存储内存。一般来说，单个redis服务器最大使用内存不应超过20G。

基于以上原因，故而要采用以下架构：
在这里插入图片描述

二.测试基本命令和配置

1.配置

增加多个不同名的redis.conf配置文件

[root@hadoop1 etc] ls
redis.conf
[root@hadoop1 etc] cp redis.conf redis79.conf #cp为复制操作，即复制redis.conf到新文件redis79.conf
[root@hadoop1 etc] cp redis.conf redis80.conf
[root@hadoop1 etc] cp redis.conf redis81.conf
[root@hadoop1 etc] ls
redis79.conf  redis80.conf  redis81.conf  redis.conf

修改配置文件(以下端口皆为示例)

1.端口

port 6379(6380/6381)

2.pid名

pidfile /var/run/redis_6379(6380/6381).pid

3.log文件名

logfile "6379(6380/6381).log"

4.dump.rdb名

dbfilename dump6379(6380/6381).rdb

2.命令

slaveof (host) (port) (称为指定主机的从机)

127.0.0.1:6380> slaveof 127.0.0.1 6379
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:down
master_last_io_seconds_ago:-1
master_sync_in_progress:0
slave_repl_offset:0
master_link_down_since_seconds:-1
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:03b0103ad5496d7313d9a981db82bcc246618d9c
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

info replication(查看当前库的信息)

127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master #当前库的角色
connected_slaves:0 #当前库的从节点
master_failover_state:no-failover
master_replid:2385ee57189b2c6a6540942c25dd0b7fecfb769a
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:0
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:0
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:0
repl_backlog_histlen:0

slaveof no one(设定自己为主机)

127.0.0.1:6380> slaveof no one
OK
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:b7f98e4ac51099240eb370c3ee06b387c1332fe1
master_replid2:fc78cfcfea97b4021f96c7c50a2ff50d4fb65c91
master_repl_offset:224
second_repl_offset:225
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:224

3.原理

slave启动成功连接到master后会发送一个同步命令，master接到命令会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会将整个数据文件传送到slave，并完成一次完全同步。
全量复制：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。
增量复制：master继续将新的所有收集到的修改命令依次传到slave，完成同步。

注意： 只要重新连接master，就会自动执行一次全量复制。

(二)哨兵模式

1.概述

使用原因：当主服务器宕机时，为避免手动操作费事，利用哨兵(sentinel)模式，监控主机，并可以自动替换掉主服务器。
运行原理：哨兵通过发送命令到服务器，等待响应，从而监控服务器。图解如下:

2.作用

哨兵发送命令到服务器，通过响应监控服务器。
当监控到master宕机，自动替换为slave，然后通过发布订阅模式通知其他服务器修改配置，并切换主机。
为防止单哨兵进程出现问题，故而采用多哨兵互相监控模式，示例如下：
主观下线：单个哨兵检测的服务器不可用，而且不会failover[故障转移]。
客观下线：检测到同一个不可用服务器的哨兵数量到达一定数量，哨兵之间对剩余可用服务器进行投票，票数多者为新主机，并通过发布订阅模式，让各哨兵监控的服务器主从切换。

3.测试

创建并配置哨兵配置文件sentinel.conf(与主从服务器的conf在同一目录)

#sentinel monitor 被监控名 host post 1
sentinel monitor myradis 127.0.0.1 6379 1

启动

[root@hadoop1 bin] redis-sentinel /usr/local/redis-6.2.4/etc/sentinel.conf

关闭主服务器后的哨兵响应代码如下(举例主为6379，从为6380和6381):

3673:X 10 Jul 2021 18:46:57.774 * +failover-state-send-slaveof-noone slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:57.876 * +failover-state-wait-promotion slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:57.889 # +promoted-slave slave 127.0.0.1:6381 127.0.0.1 6381 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:57.889 # +failover-state-reconf-slaves master myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:57.953 * +slave-reconf-sent slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.904 * +slave-reconf-inprog slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.904 * +slave-reconf-done slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.979 # +failover-end master myredis 127.0.0.1 6379
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.979 # +switch-master myredis 127.0.0.1 6379 127.0.0.1 6381
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.979 * +slave slave 127.0.0.1:6380 127.0.0.1 6380 @ myredis 127.0.0.1 6381
3673:X 10 Jul 2021 18:46:58.979 * +slave slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6381
3673:X 10 Jul 2021 18:47:28.991 # +sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6381
3673:X 10 Jul 2021 18:50:25.350 # -sdown slave 127.0.0.1:6379 127.0.0.1 6379 @ myredis 127.0.0.1 6381
#再次更新主机为6381

重新连接原来的服务器，此时它只能当新的主服务器的从机。

(三)缓存穿透和雪崩

1.缓存穿透

概述：许多用户请求缓存(redis)和持久层(mysql)中没有的数据，导致持久层压力过大。

2.缓存击穿

概述:大并发下集中访问热点，当热点出于设置的过期时间时，大并发会击穿缓存，直接访问数据库。
解决方案:
1.设置热点数据永不过期。缺点是会一直占用空间，而且redis空间也是有限的，考虑占满空间时会清理key则不太合适。
2.使用分布式锁，对于每一个key同时只能有一个线程去请求后端服务，但将高并发的压力转移到了分布式锁上，对分布式锁考验很大。

3.缓存雪崩

概述:某一时间段，缓存集中过期失效，redis宕机。即缓存过期，导致对数据的访问任务落到了数据库上，进而调用量暴增，数据库挂掉。
解决方案:
1.redis高可用：即搭建集群
2.限流降级：通过加锁和队列来限制读数据库写缓存的线程数量。
3.数据预热：在大并发之前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间尽量均匀。