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Redis 浅谈主从复制


建立复制

参与复制的Redis实例划分为主节点(master) 和从节点(slave) 。 默认情况下, Redis都是主节点。 每个从节点只能有一个主节点, 而主节点可以同时具有多个从节点。 复制的数据流是单向的, 只能由主节点复制到从节点。 配置复制的方式有以下三种:

127.0.0.1:6379> info replication   --默认情况下每个节点都是master节点
# Replication
role:master
connected_slaves:0
master_replid:b4c7335839af0228e8f3318baf68c7a38c29c5f1
master_replid2:93e727752d0ea5557a89dfb2bf6d78dfe6c437c2
master_repl_offset:1050
second_repl_offset:1051
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:407
repl_backlog_histlen:644

1) 在配置文件中加入slaveof {masterHost} {masterPort}随Redis启动生效。
2) 在redis-server启动命令后加入--slaveof {masterHost} {masterPort}生效。
3) 直接使用命令: slaveof {masterHost} {masterPort}生效。

综上所述, slaveof命令在使用时, 可以运行期动态配置, 也可以提前写到配置文件中。 例如本地启动两个端口为6379和6380的Redis节点, 在127.0.0.1: 6380执行如下命令:

127.0.0.1:6380>slaveof 127.0.0.1 6379

slaveof配置都是在从节点发起, 这时6379作为主节点, 6380作为从节点。 复制关系建立后执行如下命令测试:

127.0.0.1:6379>set hello redis
OK
127.0.0.1:6379>get hello
"redis"

127.0.0.1:6380>get hello
"redis"

从运行结果中看到复制已经工作了, 针对主节点6379的任何修改都可以同步到从节点6380中, 复制过程如图所示。

Redis 浅谈主从复制_持久化

1) 主节点6379复制状态信息:

[root@localhost 6379]# export PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin/
[root@localhost 6379]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379
127.0.0.1:6379> info replication
# Replication
role:master
connected_slaves:1
slave0:ip=127.0.0.1,port=6380,state=online,offset=1260,lag=1
....

2) 从节点6380复制状态信息:

[root@localhost ~]# export PATH=$PATH:/usr/local/redis/bin/
[root@localhost ~]# redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6380
127.0.0.1:6380> info replication
# Replication
role:slave
master_host:127.0.0.1
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:7
master_sync_in_progress:0
...

 

断开复制

slaveof命令不但可以建立复制, 还可以在从节点执行slaveof no one来断开与主节点复制关系。 例如在6380节点上执行slaveof no one来断开复制, 如图所示。

Redis 浅谈主从复制_redis_02

断开复制主要流程:
1) 断开与主节点复制关系。
2) 从节点晋升为主节点。
从节点断开复制后并不会抛弃原有数据, 只是无法再获取主节点上的数据变化。

通过slaveof命令还可以实现切主操作, 所谓切主是指把当前从节点对主节点的复制切换到另一个主节点。 执行slaveof {newMasterIp} {newMasterPort} 命令即可, 例如把6380节点从原来的复制6379节点变为复制6381节点, 如图所示。 

Redis 浅谈主从复制_redis_03

从节点通过slave of切换新的主节点,切主操作流程如下:
1) 断开与旧主节点复制关系。
2) 与新主节点建立复制关系。
3) 删除从节点当前所有数据。
4) 对新主节点进行复制操作。

从节点slaveof no one之后再重新的主节点建立复制关系,从节点日志如下:
21609:S 08 May 2020 08:37:59.236 * Full resync from master: dbddc80fe41195ca35706a8a7bb396cde1bf1753:2548
21609:S 08 May 2020 08:37:59.237 * Discarding previously cached master state.
21609:S 08 May 2020 08:37:59.290 * MASTER <-> REPLICA sync: receiving 204 bytes from master
21609:S 08 May 2020 08:37:59.290 * MASTER <-> REPLICA sync: Flushing old data -- 删除从节点当前所有数据

运维提示:切主后从节点会清空之前所有的数据, 线上人工操作时小心slaveof在错误的节点上执行或者指向错误的主节点。
 

 

只读

默认情况下, 从节点使用slave-read-only=yes配置为只读模式。 由于复制只能从主节点到从节点, 对于从节点的任何修改主节点都无法感知, 修改从节点会造成主从数据不一致。 因此建议线上不要修改从节点的只读模式。如果你尝试着修改从节点数据,会出现下面提示:

127.0.0.1:6379> set key hellow
(error) READONLY You can't write against a read only replica.

 

传输延迟

主从节点一般部署在不同机器上, 复制时的网络延迟就成为需要考虑的问题, Redis为我们提供了repl-disable-tcp-nodelay参数用于控制是否关闭TCP_NODELAY, 默认关闭, 说明如下:

·当关闭时, 主节点产生的命令数据无论大小都会及时地发送给从节点, 这样主从之间延迟会变小, 但增加了网络带宽的消耗。 适用于主从之间的网络环境良好的场景, 如同机架或同机房部署。
·当开启时, 主节点会合并较小的TCP数据包从而节省带宽。 默认发送时间间隔取决于Linux的内核, 一般默认为40毫秒。 这种配置节省了带宽但增大主从之间的延迟。 适用于主从网络环境复杂或带宽紧张的场景, 如跨机房部署
 

运维提示:
部署主从节点时需要考虑网络延迟、 带宽使用率、 防灾级别等因素, 如要求低延迟时, 建议同机架或同机房部署并关闭repl-disable-tcp-nodelay。如果考虑高容灾性, 可以同城跨机房部署并开启repl-disable-tcp-nodelay。

 

 

主从拓扑结构

Redis的复制拓扑结构可以支持单层或多层复制关系, 根据拓扑复杂性可以分为以下三种: 一主一从、 一主多从、 树状主从结构, 下面分别介绍。

1.一主一从结构:
一主一从结构是最简单的复制拓扑结构, 用于主节点出现宕机时从节点提供故障转移支持(如图所示) 。 当应用写命令并发量较高且需要持久化时, 可以只在从节点上开启AOF, 这样既保证数据安全性同时也避免了持久化对主节点的性能干扰。 但需要注意的是, 当主节点关闭持久化功能时,如果主节点脱机要避免自动重启操作。 因为主节点之前没有开启持久化功能自动重启后数据集为空, 这时从节点如果继续复制主节点会导致从节点数据也被清空的情况, 丧失了持久化的意义。 安全的做法是在从节点上执行slaveof no one断开与主节点的复制关系, 再重启主节点从而避免这一问题。

Redis 浅谈主从复制_持久化_04

2.一主多从结构:

一主多从结构(又称为星形拓扑结构) 使得应用端可以利用多个从节点实现读写分离(见图) 。 对于读占比较大的场景, 可以把读命令发送到从节点来分担主节点压力。 同时在日常开发中如果需要执行一些比较耗时的读命令, 如: keys、 sort等, 可以在其中一台从节点上执行, 防止慢查询对主节点造成阻塞从而影响线上服务的稳定性。 对于写并发量较高的场景, 多个从节点会导致主节点写命令的多次发送从而过度消耗网络带宽, 同时也加重了主节点的负载影响服务稳定性

Redis 浅谈主从复制_数据_05

 

3.树状主从结构:
树状主从结构(又称为树状拓扑结构) 使得从节点不但可以复制主节点数据, 同时可以作为其他从节点的主节点继续向下层复制。 通过引入复制中间层, 可以有效降低主节点负载和需要传送给从节点的数据量。 如图所示, 数据写入节点A后会同步到B和C节点, B节点再把数据同步到D和E节点, 数据实现了一层一层的向下复制。 当主节点需要挂载多个从节点时为了避免对主节点的性能干扰, 可以采用树状主从结构降低主节点压力。

Redis 浅谈主从复制_redis_06

 

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