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前言

随着互联网应用的快速发展，高并发访问和数据缓存的需求日益增长。Redis 作为一款高性能的内存数据库，广泛应用于缓存、消息队列、分布式锁等场景。为了提升 Redis 的可用性和读写性能，通常采用主从复制架构来实现读写分离。本次实战通过 Docker Compose 快速搭建一个 Redis 主从复制集群，模拟生产环境中 Redis 高可用架构的基础部署方式。通过该实践，可以更好地理解 Redis 主从复制机制、Docker 容器编排以及服务间通信原理。

技术积累

1、Redis 主从复制机制

• Redis 主从复制是异步复制，默认情况下从节点连接到主节点后会进行一次全量同步（RDB dump），之后进行增量同步（AOF 或 repl-backlog）。
• 从节点可处理读请求，减轻主节点压力，适用于读多写少的场景。
• 支持链式复制，即从节点也可以作为其他从节点的主节点。
• 普通主从集群没有自动故障转移，这个是最大的缺点

2、Docker Compose 编排

• 使用 docker-compose.yml 文件定义多个容器服务，实现 Redis 主从节点的快速部署。
• 通过自定义网络（networks）确保容器间可通过服务名互相访问。
• 可挂载本地目录作为配置文件或持久化存储，便于调试和数据保留。

3、 Redis 配置文件定制

• 在从节点配置中添加 replicaof 指令，指定其主节点地址。
• 可设置只读模式（slave-read-only yes）、连接超时时间、密码认证等安全策略。

4、 验证主从状态

• 进入 Redis 容器执行 redis-cli info replication 查看主从状态信息。
• 主节点显示连接的从节点数量，从节点显示其所属主节点的信息。

5、 自动化部署与维护

• 利用 Docker 的健康检查功能（healthcheck）监控 Redis 状态。
• 通过 shell 脚本或 CI/CD 工具实现一键部署与扩容。

环境准备

• 安装 docker
• 安装 docker compose

实战演示

本地演示使用windows11 docker desktop 环境，有条件的可以使用Linux自动安装docker环境。

创建redis目录及配置

1、创建redis目录

主从集群目录结构如下所示：

• master-slave
  • redis-master
    • data
    • conf
      • redis.conf
  • redis-slave1
    • data
    • conf
      • redis.conf
  • redis-slave2
    • data
    • conf
      • redis.conf
  • docker-compose.yaml

2、创建redis配置文件

• master 主节点: redis.conf

# 主节点配置
# 绑定的主机地址
bind 0.0.0.0
# 允许外网访问
protected-mode no
# 启用守护进程后，Redis会把pid写到一个pidfile中，在/var/run/redis.pid
daemonize no
# 当Redis以守护进程方式运行时，Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件，可以通过pidfile指定
pidfile /var/run/redis.pid
# 指定Redis监听端口，默认端口为6379
# 如果指定0端口，表示Redis不监听TCP连接
port 6379
# 当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能
timeout 0
# 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose
# debug (很多信息, 对开发／测试比较有用)
# verbose (many rarely useful info, but not a mess like the debug level)
# notice (moderately verbose, what you want in production probably)
# warning (only very important / critical messages are logged)
loglevel verbose
# 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置为redis为守护进程方式运行，而这里又配置为标准输出，则日志将会发送给/dev/null
logfile redis.log################################ SNAPSHOTTING  #################################
# RDB存储配置
# 指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合
# Save the DB on disk:
#
#   save <seconds> <changes>
#
#   Will save the DB if both the given number of seconds and the given
#   number of write operations against the DB occurred.
#
#   满足以下条件将会同步数据:
#   900秒（15分钟）内有1个更改
#   300秒（5分钟）内有10个更改
#   60秒内有10000个更改
#   Note: 可以把所有“save”行注释掉，这样就取消同步操作了
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大
rdbcompression yes
# 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb
dbfilename dump.rdb
# 指定本地数据库存放目录，文件名由上一个dbfilename配置项指定
dir /data################################# REPLICATION ################################################################### SECURITY ###################################
# 设置密码
requirepass 123456789############################## APPEND ONLY MODE ###############################
# 开启aof配置
appendonly yes
# 指定更新日志条件，共有3个可选值：
# no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）
# always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全）
# everysec:表示每秒同步一次（折衷，默认值）
appendfsync everysec
# 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof
appendfilename "appendonly.aof"

• slave1 从节点1 : redis.conf

# 从节点配置
# 绑定的主机地址
bind 0.0.0.0
# 允许外网访问
protected-mode no
# 启用守护进程后，Redis会把pid写到一个pidfile中，在/var/run/redis.pid
daemonize no
# 当Redis以守护进程方式运行时，Redis默认会把pid写入/var/run/redis.pid文件，可以通过pidfile指定
pidfile /var/run/redis.pid
# 指定Redis监听端口，默认端口为6379
# 如果指定0端口，表示Redis不监听TCP连接
port 6379
# 当客户端闲置多长时间后关闭连接，如果指定为0，表示关闭该功能
timeout 0
# 指定日志记录级别，Redis总共支持四个级别：debug、verbose、notice、warning，默认为verbose
# debug (很多信息, 对开发／测试比较有用)
# verbose (many rarely useful info, but not a mess like the debug level)
# notice (moderately verbose, what you want in production probably)
# warning (only very important / critical messages are logged)
loglevel verbose
# 日志记录方式，默认为标准输出，如果配置为redis为守护进程方式运行，而这里又配置为标准输出，则日志将会发送给/dev/null
logfile redis.log################################ SNAPSHOTTING  #################################
# RDB存储配置
# 指定在多长时间内，有多少次更新操作，就将数据同步到数据文件，可以多个条件配合
# Save the DB on disk:
#
#   save <seconds> <changes>
#
#   Will save the DB if both the given number of seconds and the given
#   number of write operations against the DB occurred.
#
#   满足以下条件将会同步数据:
#   900秒（15分钟）内有1个更改
#   300秒（5分钟）内有10个更改
#   60秒内有10000个更改
#   Note: 可以把所有“save”行注释掉，这样就取消同步操作了
save 900 1
save 300 10
save 60 10000
# 指定存储至本地数据库时是否压缩数据，默认为yes，Redis采用LZF压缩，如果为了节省CPU时间，可以关闭该选项，但会导致数据库文件变的巨大
rdbcompression yes
# 指定本地数据库文件名，默认值为dump.rdb
dbfilename dump.rdb
# 指定本地数据库存放目录，文件名由上一个dbfilename配置项指定
dir /data################################# REPLICATION #################################
# 设置当本机为slav服务时，设置master服务的ip地址及端口，在Redis启动时，它会自动从master进行数据同步
replicaof redis-master 6379
# 开启只读模式
replica-read-only yes
# 当master服务设置了密码保护时，slav服务连接master的密码
masterauth 123456789repl-diskless-load on-empty-db################################## SECURITY ###################################
# 设置密码
requirepass 123456789############################## APPEND ONLY MODE ###############################
# 开启aof配置
appendonly yes
# 指定更新日志条件，共有3个可选值：
# no:表示等操作系统进行数据缓存同步到磁盘（快）
# always:表示每次更新操作后手动调用fsync()将数据写到磁盘（慢，安全）
# everysec:表示每秒同步一次（折衷，默认值）
appendfsync everysec
# 指定更新日志文件名，默认为appendonly.aof
appendfilename "appendonly.aof"

• slave2 从节点2: redis.conf和 slave1 从节点1 配置一致，复制一份即可。

启动redis集群服务

1、创建docker-compose编排文件

• 创建 docker-compose.yaml

version: '3.8'services:redis-master:image: redis:6-alpinecontainer_name: redis-masterenvironment:- "TZ=Asia/Shanghai"ports:- "6377:6379"volumes:- ./redis-master/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis-master/data:/datacommand: redis-server /usr/local/etc/redis/redis.confnetworks:- redis-master-slaveredis-slave1:image: redis:6-alpinecontainer_name: redis-slave1environment:- "TZ=Asia/Shanghai"ports:- "6380:6379"volumes:- ./redis-slave1/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis-slave1/data:/datacommand: redis-server /usr/local/etc/redis/redis.confdepends_on:- redis-masternetworks:- redis-master-slaveredis-slave2:image: redis:6-alpinecontainer_name: redis-slave2environment:- "TZ=Asia/Shanghai"ports:- "6381:6379"volumes:- ./redis-slave2/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf- ./redis-slave2/data:/datacommand: redis-server /usr/local/etc/redis/redis.confdepends_on:- redis-masternetworks:- redis-master-slavenetworks:redis-master-slave:driver: bridge

2、编排docker-compose

• 运行 docker-compose.yaml

docker-compose -f docker-compose.yaml up -d

• 查看redis集群容器

docker ps -a

验证Redis集群主从复制

• 检查主节点信息

docker exec -it redis-master redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 info replication

执行上述命令，得到以下输出：role表示角色，connected_slaves表示副本数

# Replication
role:master
connected_slaves:2
slave0:ip=172.20.0.3,port=6379,state=online,offset=603741,lag=0
slave1:ip=172.20.0.4,port=6379,state=online,offset=603741,lag=0
master_failover_state:no-failover
master_replid:149762551ed827fe20934a1917ba22acffdd96f2
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:603741
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:603741

• 检查从节点1信息

docker exec -it redis-slave1 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 info replication

执行上述命令，得到以下输出：role表示角色，master_link_status表示是否连接成功，up表示成功，down表示失败

# Replication
role:slave
master_host:redis-master
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:1
master_sync_in_progress:0
slave_read_repl_offset:603811
slave_repl_offset:603811
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:149762551ed827fe20934a1917ba22acffdd96f2
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:603811
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:603811

• 检查从节点2信息

docker exec -it redis-slave2 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 info replication

执行上述命令，得到以下输出：role表示角色，master_link_status表示是否连接成功，up表示成功，down表示失败

# Replication
role:slave
master_host:redis-master
master_port:6379
master_link_status:up
master_last_io_seconds_ago:8
master_sync_in_progress:0
slave_read_repl_offset:603853
slave_repl_offset:603853
slave_priority:100
slave_read_only:1
replica_announced:1
connected_slaves:0
master_failover_state:no-failover
master_replid:149762551ed827fe20934a1917ba22acffdd96f2
master_replid2:0000000000000000000000000000000000000000
master_repl_offset:603853
second_repl_offset:-1
repl_backlog_active:1
repl_backlog_size:1048576
repl_backlog_first_byte_offset:1
repl_backlog_histlen:603853

Redis集群数据持久化验证

• 写入数据到主节点

docker exec -it redis-master redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 SET name "test_senfel_data"

• 主节点读取数据查看是否设置成功

docker exec -it redis-master redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name

• 从节点1读取数据，查看是否同步

docker exec -it redis-slave1 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name

• 从节点2读取数据，查看是否同步

docker exec -it redis-slave2 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name

PS C:\Users\user> docker exec -it redis-master redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 SET name "test_senfel_data"
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
OK
PS C:\Users\user> docker exec -it redis-master redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
"test_senfel_data"
PS C:\Users\user> docker exec -it redis-slave1 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
"test_senfel_data"
PS C:\Users\user> docker exec -it redis-slave2 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 GET name
Warning: Using a password with '-a' or '-u' option on the command line interface may not be safe.
"test_senfel_data"

总结

本次实战成功利用 Docker Compose 搭建了一个 Redis 主从复制环境，可以掌握Redis 主从复制的基本原理与配置方法，Docker Compose 多服务容器编排的能力，以及Redis 服务的容器化部署与管理。但是普通主从复制虽然可以提升读性能和数据冗余功能，却不能实现高可用的，因为它并没有实现自动故障转移。故下一期我们将继续实战可自动故障转移的哨兵模式，敬请鉴赏。