Redis学习（十四）主从复制的工作原理、集群搭建（一主二从）

Redis一共有三大集群模式：主从复制模式（Master-Slave）、哨兵模式（Sentinel）、Cluster模式，这里我们主要介绍主从复制模式的工作原理和搭建。

一、Redis的主从复制简介

1.1 什么是主从复制？

主从模式（Master-Slave） 是 Redis 的一种基本集群模式，它通过将一个Redis节点（主节点）的数据复制到一个或多个其他Redis节点（从节点）来实现数据的冗余和备份。

• 主节点 负责处理客户端的写操作；
• 从节点 会实时同步主节点的数据，客户端可以从从节点读取数据，实现读写分离，提高系统性能。

1.2 主从复制的优缺点

优点：

1. 配置简单，易于实现。
2. 实现数据冗余，提高数据可靠性。
3. 读写分离，提高系统性能。

缺点：

1. 主节点故障时，需要手动切换到从节点，故障恢复时间较长。
2. 主节点承担所有写操作，可能成为性能瓶颈。
3. 无法实现数据分片，受单节点内存限制。

1.3 主从复制场景应用

主从复制模式适用于以下场景：

1. 数据备份和容灾恢复： 通过从节点备份主节点的数据，实现数据冗余。
2. 读写分离： 将读操作分发到从节点，减轻主节点压力，提高系统性能。
3. 在线升级和扩展： 在不影响主节点的情况下，通过增加从节点来扩展系统的读取能力。

总结：主从复制模式适合数据备份、读写分离和在线升级等场景，但在主节点故障时需要手动切换，不能自动实现故障转移。如果对高可用性要求较高，可以考虑使用哨兵模式或Cluster模式。

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二、Redis的主从复制工作原理

Redis 的主从复制可以根据是否全量分为：全量复制 和 增量复制。

2.1 全量复制

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)。

注意：数据的复制是单向的，只能由主节点到从节点。

Redis 的全量复制发生在 Slave（从节点）初始化阶段，即 从库第一次连接到主库时，此时 slave 需要将 master 主机上的所有数据都复制一份。

全量复制的具体过程如下：

1. 从库跟主库建立 socket 连接，发送 SYNC 同步命令。
2. 主库收到 SYNC 同步命令后，开始执行 BGSAVE 命令生成 .rdb 文件，并使用缓冲区记录此后的所有写命令。
3. 主库 BGSAVE 执行完成之后，向所有从库发送快照，并在发送快照期间继续记录被执行的写命令。
4. 从库收到快照文件后，丢弃所有的旧数据，载入收到的快照。
5. 主库快照发送完毕之后开始向从库发送缓冲区中的写命令。
6. 从库完成对快照的载入，开始接收命令请求，并执行来自主库缓冲区的写命令。

2.2 增量复制

增量复制 是指 Redis 的 slave（从节点）初始化后开始正常工作后，主库每执行一个写命令就会向从库发送一个相同的写命令，从库接收并执行收到的写命令的过程。对应主从复制中的第7步：

7. 主库通过 socket 长连接持续把写命令发送给从库，保证主从数据一致性。

注意：增量复制和全量复制都是单向的，只能由主节点到从节点。

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三、主从复制搭建（主从复制引入）

3.1 搭建步骤

开始搭建集群！6379 为主节点，6380、6381 为从节点。

搭建集权的完整步骤如下：

1. 拷贝 redis.conf 配置文件，我们一共需要三台 redis-server，所以拷贝三份即可。

cp redis.conf redis6379.conf
cp redis.conf redis6380.conf
cp redis.conf redis6381.conf

2. 修改配置文件，因为每个 redis-server 都是不同的实例，所以需要修改配置文件。

   修改内容如下：

• 修改 port 端口；
• 修改 pidfile 文件名；
• 后台启动服务配置；
• 修改 RDB 或 AOF 文件存放位置（具体看你用的持久化是 RDB 还是 AOF）；
• 修改 logfile 文件存放位置；
• 修改 replication 中的配置 replicaof masterip masterport（配置文件是永久有效的，命令是临时有效：slaveof masterip masterport）；

如下为修改后的具体配置信息：

主节点：redis6379.conf

# 改动内容如下：
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6379  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6379.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6379.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6379.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
requirepass 123456 # 设定redis服务器的密码

从节点1：redis6380.conf

注意：Redis 从 2.8.0 版本开始正式支持 replicaof 命令，在此之前使用的是 slaveof 命令，功能相同但名称不同。

# 改动内容如下：
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6380  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6380.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6380.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6380.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth 123456 # 从机的主机的密码验证requirepass 123456 # 设定redis服务器的密码

从节点2：redis6381.conf

# 改动内容如下：
bind 0.0.0.0 # 我这里是为了允许任意远程登录
protected-mode no # 关闭保护模式
port 6381  # 服务启动端口
daemonize yes # 后台启动
pidfile /var/run/redis_6381.pid # 指定pidfile文件
logfile "/myredis/redis6381.log" # 指定Logfile文件
dbfilename dump6381.rdb # 指定rdb文件名
dir /myredis/ # 指定工作目录
replicaof 127.0.0.1 6379 # 指定从机的主机
masterauth 123456 # 从机的主机的密码验证requirepass 123456 # 设定redis服务器的密码

3. 启动每个服务，并且查看不同 redis-server 的配置信息 info replication。

   执行命令如下：

# 命令格式：redis-server 配置文件路径
redis-server redis6379.conf
redis-server redis6380.conf
redis-server redis6381.conf

启动后，rdb 文件和 log 文件如下所示：

使用 ps -ef | grep redis 查看一下进程：

（Windows下使用 tasklist | findstr redis）

登录到三台服务器上观察下：

主节点：6379端口

redis-cli -a 123456 -p 6379

从节点1：6380端口

redis-cli -a 123456 -p 6380

从节点2：6381端口

redis-cli -a 123456 -p 6381

3.2 测试主从复制

集群搭建好之后，我们测试一下基础的操作：

# 查看所有key
keys *
# 主节点写操作测试
set k1 v1
set k2 v2
# 主/从节点读操作测试
get k1
get k2
# 从节点写操作测试
set k3 v3

测试结果如下，可以发现：主节点用于读写数据，从节点用于读数据，不能写数据。

至此，一主二从的主从复制模式已经搭建完毕了，但是正常业务中，并不是这么简单的。

整理完毕，完结撒花~🌻

参考地址：

1.Redis的主从复制和哨兵模式，https://developer.aliyun.com/article/1614267

2.彻底搞懂Redis主从复制原理及实战，https://www.cnblogs.com/cooffeeli/p/redis_master_slave.html

3.详解Redis三大集群模式，轻松实现高可用！ https://www.cnblogs.com/yidengjiagou/p/17345831.html