Redis（二）原理以及主从复制的实现

1、搭建实验环境

主机信息	IP	主机功能
server1	172.25.35.1	redis主服务器
server2	172.25.35.2	redis从服务器1
server3	172.25.35.3	redis从服务器2
真机	172.25.35.250	下载资源和共享yum源

2、redis的安装

实验前提：全新的虚拟机

1、从官网上下载redis的安装包（此处已下载到本地），拷贝到当前虚拟机并解压

[root@server1 ~]# scp root@172.25.35.250:/home/kiosk/Desktop/re* .  
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# tar zxf redis-5.0.3.tar.gz 
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# cd redis-5.0.3/
[root@server1 redis-5.0.3]# ls

2、安装gcc（编译前必须要安装gcc）并编译

[root@server1 redis-5.0.3]# yum install -y gcc
[root@server1 redis-5.0.3]# make && make install

3、执行./install_server.sh文件（一直回车，会生成配置文件，端口信息等）

[root@server1 redis-5.0.3]# ls
[root@server1 redis-5.0.3]# cd utils/
[root@server1 utils]# ls
[root@server1 utils]# ./install_server.sh

4、查看端口，发现开启了6379的端口，但只监听本机

[root@server1 utils]# netstat -antlp

5、为了能监听所有的ip网段，需要修改以下的配置文件并重启redis服务

[root@server1 utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 0.0.0.0
[root@server1 utils]# cd /etc/init.d/
[root@server1 init.d]# ls
functions  netconsole  network  README  redis_6379  rhnsd
[root@server1 init.d]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...

6、重启之后再次查看端口，发现监听的网段改变

[root@server1 init.d]# netstat -antlp

7、测试（使用redis-cli (redis命令行工具)，发现可以写入数据，查看数据，删除数据）

[root@server1 init.d]# redis-cli
127.0.0.1:6379> set name westos
OK
127.0.0.1:6379> get name
"westos"
127.0.0.1:6379> del name
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get name
(nil)
127.0.0.1:6379> exit

注意：这里的数据是key-value形式，如果是同一个key的value，会进行覆盖

3、实现redis的主从复制

【*】深入理解redis主从复制

• 1. 主从复制

• 2.数据间的同步

  psync 命令需要 3 个组件支持:

  psync 命令需要 3 个组件支持：

  主从节点各自复制偏移量：

  主节点复制积压缓冲区：

  主节点运行 ID：

  如果在重启时不改变运行 ID 呢？

  psync 命令的使用方式：

  psync 执行流程：

• 3.全量复制

• 4.部分复制

• 5.心跳

• 6.异步复制

• 总结

在现有企业中80%公司大部分使用的是redis单机服务，在实际的场景当中单一节点的redis容易面临风险。

面临问题:

1、机器故障。我们部署到一台 Redis 服务器，当发生机器故障时，需要迁移到另外一台服务器并且要保证数据是同步的。而数据是最重要的，如果你不在乎，基本上也就不会使用 Redis 了。

2、容量瓶颈。当我们有需求需要扩容 Redis 内存时，从 16G 的内存升到 64G，单机肯定是满足不了。当然，你可以重新买个 128G 的新机器。

解决办法：

要实现分布式数据库的更大的存储容量和承受高并发访问量，我们会将原来集中式数据库的数据分别存储到其他多个网络节点上。

Redis 为了解决这个单一节点的问题，也会把数据复制多个副本部署到其他节点上进行复制，实现 Redis的高可用，实现对数据的冗余备份，从而保证数据和服务的高可用。

什么是主从复制？

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(master)，后者称为从节点(slave)，数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

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(或没有从节点)，但一个从节点只能有一个主节点。

主从复制的作用：

• 1、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方式。

• 2、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；实际上是一种服务的冗余。

• 3、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（即写Redis数据时应用连接主节点，读Redis数据时应用连接从节点），分担服务器负载；尤其是在写少读多的场景下，通过多个从节点分担读负载，可以大大提高Redis服务器的并发量。

• 4、读写分离：可以用于实现读写分离，主库写、从库读，读写分离不仅可以提高服务器的负载能力，同时可根据需求的变化，改变从库的数量。

• 5、高可用基石：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。

主从复制启用：

从节点开启主从复制，有3种方式：

• 1、配置文件：在从服务器的配置文件中加入 。

• 2、启动命令：redis-server启动命令后加入 。

• 3、客户端命令：Redis服务器启动后，直接通过客户端执行命令 ，则该Redis实例成为从节点。

主从复制原理:

主从复制过程大体可以分为3个阶段：连接建立阶段（即准备阶段）、数据同步阶段、命令传播阶段。

• 1、保存主节点（master）信息

  执行 后 Redis 会打印如下日志：

• 2、从节点与主节点建立网络连接

  从节点（slave）内部通过每秒运行的定时任务维护复制相关逻辑，当定时任务发现存在新的主节点后，会尝试与该节点建立网络连接。

  从节点与主节点建立网络连接。

  从节点会建立一个 套接字，从节点建立了一个端口为51234的套接字，专门用于接受主节点发送的复制命令。从节点连接成功后打印如下日志：

  如果从节点无法建立连接，定时任务会无限重试直到连接成功或者执行 取消复制。

  关于连接失败，可以在从节点执行 查看 指标，它会记录与主节点连接失败的系统时间。从节点连接主节点失败时也会每秒打印如下日志，方便发现问题：

• 3、发送 ping 命令

  连接建立成功后从节点发送 请求进行首次通信， 请求主要目的如下：

  检测主从之间网络套接字是否可用。

  检测主节点当前是否可接受处理命令。

  如果发送 命令后，从节点没有收到主节点的 回复或者超时，比如网络超时或者主节点正在阻塞无法响应命令，从节点会断开复制连接，下次定时任务会发起重连。

  从节点发送的 命令成功返回，Redis 打印如下日志，并继续后续复制流程：

• 4、权限验证

  如果主节点设置了 参数，则需要密码验证，从节点必须配置 参数保证与主节点相同的密码才能通过验证。如果验证失败复制将终止，从节点重新发起复制流程。

• 5、同步数据集

  主从复制连接正常通信后，对于首次建立复制的场景，主节点会把持有的数据全部发送给从节点，这部分操作是耗时最长的步骤。

• 6、命令持续复制

  当主节点把当前的数据同步给从节点后，便完成了复制的建立流程。接下来主节点会持续地把写命令发送给从节点，保证主从数据一致性。

实验步骤如下：

实现redi的主从复制，我们需要在server2上配置redis，安装redis的步骤与erver1的步骤相同，这里就不做多的解释了。

1、在server1上发送redis的包给server2

[root@server1 init.d]# cd
[root@server1 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server1 ~]# scp redis-5.0.3.tar.gz server2:

2、在server2上解压安装包，安装gcc并编译

[root@server2 ~]# ls
redis-5.0.3.tar.gz
[root@server2 ~]# tar zxf redis-5.0.3.tar.gz 
[root@server2 ~]# ls
redis-5.0.3  redis-5.0.3.tar.gz
[root@server2 ~]# cd redis-5.0.3/
[root@server2 redis-5.0.3]# ls
[root@server2 redis-5.0.3]# yum install -y gcc && make && make install

3、进入utils目录执行install.sh文件

[root@server2 redis-5.0.3]# ls
[root@server2 redis-5.0.3]# cd utils/
[root@server2 utils]# ls
[root@server2 utils]# ./install_server.sh

4、编辑redis的配置文件（监听所有网段的ip，并部署redis的从节点）

[root@server2 utils]# vim /etc/redis/6379.conf 
bind 0.0.0.0
replicaof 172.25.35.1 6379

5、重启redis的服务并查看端口是否为所有网段的6379端口

[root@server2 utils]# /etc/init.d/redis_6379 restart
Stopping ...
Redis stopped
Starting Redis server...
[root@server2 utils]# netstat -antlp

6、测试是否实现了redis的主从复制

[root@server2 utils]# redis-cli
127.0.0.1:6379> get name
"westos"
127.0.0.1:6379> del name
(error) READONLY You can't write against a read only replica.
127.0.0.1:6379> exit

注意：从库默认是只读的，不可以进行写操作

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